(浙江选考)高考物理大一轮复习第十一章光电磁波第1讲光的反射与折射全反射学案

第1讲 光的反射与折射 全反射

[考试标准]

知识内容 光的反射与折射 全反射 光的颜色、色散 必考要求 加试要求 c b b 不要求引入相对折射率的概念 说明

一、光的反射与折射

1.反射定律

反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；

反射角等于入射角.

2.折射定律

(1)内容：如图1所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线

分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比.

图1

sin θ1

(2)表达式：＝n.

sin θ2

(3)在光的折射现象中，光路是可逆的.

3.折射率

(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量.

sin θ1

(2)定义式：n＝.sin θ2

c

(3)计算公式：n＝，因为v

v

(4)当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空

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气)时，入射角小于折射角.

自测1 (多选)如图是光由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气的光路图，O点

是半圆形玻璃砖的圆心.下列情况可能发生的是( )

答案 BC 二、全反射

1.条件：(1)光从光密介质射入光疏介质.

(2)入射角大于或等于临界角.

2.临界角：折射角等于90°时的入射角.若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，1

发生全反射的临界角为C，则sin C＝.介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小.

n自测2 (多选)光从介质a射向介质b，如果要在a、b介质的分界面上发生全反射，那么

必须满足的条件是( ) A.a是光密介质，b是光疏介质

B.光在介质a中的速度必须大于在介质b中的速度

C.光的入射角必须大于或等于临界角

D.必须是单色光

答案 AC

三、光的颜色 色散

1.色散现象

白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱.

2.成因

由于不同色光折射率不同，它们射到另一个分界面时，折射率大的光，偏折角也大.

3.光的色散现象说明 (1)白光为复色光；

(2)同一介质对不同色光的折射率不同，频率越大的色光折射率越大； (3)不同色光在同一介质中的传播速度不同，波长越短，波速越慢.

自测3 (多选)如图2所示，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别

为λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为na、nb，则( )

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图2

A.λa<λb B.λa>λb C.nanb 答案 BC

解析 一束光经过三棱镜折射后，折射率小的光偏折较小，而折射率小的光波长较长，所

以λa>λb，na

命题点一 光的折射问题

1.对折射率的理解

sin θ1

(1)公式n＝中，不论是光从真空或空气射入介质，还是从介质射入真空或空气，

sin θ2 θ1总是真空或空气中的光线与法线间的夹角，θ2总是介质中的光线与法线间的夹角.

(2)折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质.

(3)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关，与入射角的大小无关.同一种

介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小.

(4)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同.

2.应用光的折射定律解题的一般思路

(1)根据入射角、折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路图.

(2)充分利用光路图中的几何关系，确定各角之间的联系，根据折射定律求解相关的物理

量：折射角、折射率等.

(3)注意在折射现象中，光路是可逆的.

例1 (多选)如图3所示，一个储油桶的底面直径与高均为d.当桶内没有油时，从某点A恰能看到桶底边缘的某点B.当桶内油的深度等于桶高的一半时，仍沿AB方向看去，恰好

d

看到桶底上的点C，C、B两点相距.则下列说法正确的是( )

4

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图3

A.油的折射率为 B.油的折射率为

10252

38

C.光在油中的传播速度为10×10 m/s

568

D.光在油中的传播速度为5×10 m/s

5

答案 AC

解析 因为底面直径与桶高相等，所以∠AON＝∠BON′＝45°，由ON′＝2CN′可知sin

5sin ∠AON10＝，因此，油的折射率n＝＝＝，故A正

sin ∠CON′2CN′2＋ON′255

5c38

确，B错误；光在油中的传播速度v＝＝10×10 m/s.故C正确，D错误.

n5

变式1 (多选)关于折射率，下列说法正确的是( )

sin θ1

A.根据n＝可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比

sin θ2sin θ1

B.根据n＝可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比

sin θ2c

C.根据n＝可知，介质的折射率与光在该介质中的光速成反比

v

D.同一频率的光由真空进入某种介质时，折射率与光在介质中的波长成反比

答案 CD

解析 介质的折射率是一个反映介质光学性质的物理量，由介质本身和光的频率共同决定，与入射角、折射角无关，故选项A、B均错；由于真空中的光速是一个定值，故n与v成反比是正确的，选项C正确；由于v＝λf，当f一定时，v与λ成正比，又n与v成反

比，故n与λ也成反比，选项D正确.

变式2 (多选)一束光从空气射向折射率n＝2的某种玻璃的表面，如图4所示.i代表入

CN′

22

∠CON′＝

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