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光的特性

知识集结

知识元

折射定律

知识讲解

1．折射定律

(1)内容：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．

(2)表达式：＝n，式中n是比例常数．

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2．折射率

(1)物理意义：折射率反映介质的光学特性，折射率大，说明光从真空射入到该介质时偏

折大，反之偏折小．

(2)定义式：n＝，不能说n与sinθ成正比，与sinθ成反比．折射率由介质本身的光

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学性质和光的频率决定．

(3)计算公式：n＝，因vc，故任何介质的折射率总大于1．

3．全反射

(1)定义：光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线将消失，

只剩下反射光线的现象．

(2)条件：

①光从光密介质射向光疏介质．

②入射角大于等于临界角．

(3)临界角：折射角等于90°时的入射角．

①若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，则sinC＝

．

②介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小．

例题精讲

折射定律

例1.

某种光学元件由两种不同透明物质Ⅰ和Ⅱ制成，其横截面如图所示，O为AB中点，

∠BAC=30°，半径为R的半圆形透明物质Ⅰ的折射率为n，透明物质Ⅱ的折射率为

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n，一束光线在纸面内从半圆面上的P点沿PO方向射入，折射至AC面时恰好发生全发射，

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再从BC边上的Q点垂直射出BC边，已知真空中光速为c，求：

①该透明物质Ⅱ的折射率n；

2

②光从P传到Q所用时间（结果可用根式表示）．

例2.

如图，真空中有一个半径Rm，质量均匀分布的玻璃球，--细激光束在真空中沿直线BC

传播，并于玻璃球的C点经折射进入玻璃球，在玻璃球表面的D点又折射进入真空中．已知

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∠COD=120°，玻璃球对该激光的折射率n=1.5．c=3×10m/s．求：

（1）该激光在玻璃球中传播的时间是多长？

（2）入射角i的正弦值是多大？

例3.

一半圆柱形透明体横截面积如图所示，O为截面的圆心，半径Rcm，折射率n；

一束光线在横截面内从AOB边上的A点以60°的入射角射入透明体，求该光线在透明体中传

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播的时间；（已知真空中的光速c=3.0×10m/s）

例4.

某次探矿时发现一天然透明矿石，经测量其折射率n．人工打磨成球形后置于空气中

（如图所示），已知球半径R=10cm，MN是一条通过球心O的直线，单色细光束AB平行于

MN射向球体，B为入射点，AB与MN间距为d=5cm，CD为出射光线．求：

①光从B点传到C点的时间；

②CD与MN所成的角α。

例5.

一个圆柱形筒，如图所示，直径d=12cm，高H=16cm，人眼在筒侧上方某处观察，所见筒侧

的深度为h=9cm，当简中装满液体时，则恰能看到筒侧的最低点．求：

（1）此液体的折射率；

（2）光在此液体中的传播速度．

光的干涉

知识讲解

1．产生条件

两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样．

2．杨氏双缝干涉

（1）原理如图所示．