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光的折射 一、知识点梳理 光的反射定律：光从一种介质射到另一种介质的分界面时发生反射。反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光分别位于法线的两侧。 光的折射现象，光的折射定律：折射光线与入射光线、法线处于同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。 注意两角三线的含义 折射率 （ 折射现象的光路可逆性 3．折射率：入射角的正弦与折射角的正弦的比。 （1）折射率的物理意义：表示介质折射光的本领大小的物理量 （2）折射率大小的决定因素——介质、光源(频率) 在其它介质中的速度，式中n为介质的折射率，n1，故vc介质的折射率是反映介质光学性质的物理量,频率不变但折射率不同,所以光速不同,波长也不同(与机械波相同);不同频率的光在同一介质中传播时,折射率不同,所以光速不同,波长也不同(与机械波的区别).频率越高，折射率越大。 4．折射时的色散：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散。 （1）光通过棱镜时将向棱镜的横截面的底边方向偏折 （2）通过棱镜成像偏向顶点 （3）实验表面，一束白光进入棱镜而被折射后，在屏上的光斑是彩色的， 说明光在折射时发生了色散。 （4）光的色散规律：红光通过棱镜后偏折的程度比其他颜色的光的要小， 而紫光的偏折程度比其他颜色的光要大。 说明透明物质对于波长不同的光的折射率是不同的。波长越长，折射 率越小。 5．应用（一般方法）：分析光的折射时，一般需作出光路图，以便应用折射规律及光路图中提供的几何关系来解答在实际应三角形边角关系法；近似法，即利用小角度时，θ≈tanθ≈sinθ的近似关系求解光路可逆 ③折射率与波速度的关系 6．光的全反射现象、反射条件、临界角 全反射产生的条件是：光从光密介质射向光疏介质；入射角大于临界角．临界角是一种特殊的入射角．当光线从某介质射入真空(或空气)时其临界角。 注意： （1）临界角的含义：折射角为90(时的入射角。 （2）规律：一旦发生全反射,即符合光的反射定律。 （3）光密介质与光疏介质——两个不同的介质。 二、例题精选 【例１】如图所示，一储油圆桶，底面直径与桶高均为d。当桶内无油时，从某点A恰能看到桶底边缘上的某点B。当桶内油的深度等于桶高的一半时，在A点沿AB方向看去，看到桶底上的C点，C、B相距，n= ；光在油中传播的速度v= m/s。（结果可用根式表示） 答案　　 （举一反三）、由某种透光物质制成的等腰直角棱镜ABO，两腰长都是16 cm．为了测定这种物质的折射率，将棱镜放在直角坐标系中，并使两腰与ox、oy轴重合，如图所示．从OB边的C点注视A棱，发现A棱的视位置在OA边D点．在C、D两点插大头针，看出C点坐标位置（0，12）D点坐标位置（9，0），由此可计算出该物质的折射率为 ． 答案　4/3 【例2】如图所示，为用透明介质做成的空心球，其折射率为，内、外半径分别为,用内表面涂上能完全吸光的物质，当一束平行光射向此球时被内表面吸收掉的光束在射进空心球前的横截面积是多少？ 答案 【例3】某三棱镜的横截面是一直角三角形，如图所示，∠A=90°，∠B=30°，∠C=60°，棱镜材料的折射率为n，底面BC涂黑，入射光沿平行于底面BC面，经AB面和AC面折射后出射．求（1）出射光线与入射光线延长线间的夹角δ；（2）为使上述入射光线能从AC面出射，折射率n的最大值为多少？ 解：画出光路图如图所示。 （1）因为入射光平行于BC面，i=60° 由折射定律有，所以 光折到AC面上时， 由几何关系可得：A+β=90° ，， （2）要使有光线从AC面射出，应有sinr≤1：即，得 ，入射角为450（相应的折射角为240）,现保持入射光线不变，将半圆柱绕通过O点垂直于图面的轴线顺时针转过150，如图中虚线所示，则： 光束１转过150 光束1转过300 光束2转过的角度小于150 Ｄ．光束2转过的角度大于150 答案:BC 【例5】如图所示，只含黄光和紫光的复色光束PO，沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱内，被分成两光束OA和OB，若OA和OB分别沿如图所示的方向射出，则： Ａ．OＡ为黄色，OB为紫色 Ｂ．OA为紫色，OB为黄色 Ｃ．OA为黄色，OB为复色 Ｄ．ＯA为紫色，ＯB为复色 答案:C 【例6】如图所示,一束白光以较大的入射角到三棱镜的一个侧面,从另一个侧面射出,在屏上形成从红到紫的彩色光带.当入射角逐渐减小时 A.红光最先消失. B.红光紫光同时消失 C.紫光最先消失. D.红光紫光都不消失 答案:C 【例7】一点光源发出一束光经一平面镜反射，打在天花 板上，平面镜以角速度ω匀速转动，当入射角为α时，光 斑的