专题21 光的折射与全反射问题（解析版）-高考物理计算题专项突破.pdfVIP

专题21光的折射与全反射问题

sin

①折射定律：1n12；

sin

2

c

②折射率：n；

v

1

③全反射：sinC；

n

在解光的折射与全反射问题时，首先要画出光路图：①确定质的几何图形；②正确画出光路图。

其次要确定光线的入射角、反射角以及折射角，再由几何关系求出光线的出射角以及偏转角。

c

最后，进一步挖掘临界隐含条件，运用反射定律、折射定律以及临界角公式列方程；根据公式v计算光

n

在质中的传播速度。

1.求解光的折射、全反射类的问题时的注意事项：

(1)发生全反射的条件是光必须从光密质入射到光疏质，且入射角要大于或等于临界角；

(2)光的反射和全反射现象，都遵循反射定律，光路都是可逆的；

(3)当光照射到两种质的界面上时，一般情况下反射和折射是同时发生的，只有在符合全反射条件下，才

不发生折射现象。

2.常见的计算光的传播时间问题的方法

c

(1)全反射现象中，光在同种均匀质中的传播速度不发生变化，即v；

n

(2)全反射现象中，光的传播路程应结合光路图中的几何关系进行确定；

L

(3)利用t求解光的传播时间。

v

3.常考的折射模型及应用

（1）平行玻璃砖：

结构：玻璃砖上下表面平行

对光线的作用：通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移。

应用：测定玻璃的折射率

（2）三棱镜：

结构：横截面为三角形

对光线的作用：通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折。

应用：改变光的传播方向

（3）圆柱体（球）：

结构：横截面为圆

对光线的作用：圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射后向圆心偏折。

应用：改变光的传播方向

（4）不规则图形：

结构：上下两表面不平行

对光线的作用：通过上表面折射后，在下表面可能发生全反射，也可能不发生全反射。

应用：改变光的传播方向

典例1：（2022·江苏·高考真题）如图所示，两条距离为D的平行光线，以入射角θ从空气射入平静水面，

反射光线与折射光线垂直，求：

（1）水的折射率n；

（2）两条折射光线之间的距离d。

1tan2Dtan

【答案】（）；（）

1

【规范答题】（）设折射角为，根据几何关系可得

90

根据折射定律可得

sin

n

sin

联立可得

ntan

（2）如图所示

根据几何关系可得

D

dsinDtan

sin(90)

典例