高二物理几何光学-讲义（教师版）.pdf

几何光学

1.知识引入

阳光能够照亮水中的鱼和水草，同时我们也能通过水面看到太阳的倒影，这说明什么呢？均匀介质

中光沿直线传播和光的反射的知识我们已经学习过，大家还记得吗？那么光的折射遵循什么规律呢？

2.知识导图

3.学习目标

1.认识光的折射现象和反射现象，知道法线、入射角、反射角、折射角的含义。

2.理解折射定律，会利用折射率的公式解决一些计算问题，认识全反射现象，了解全反射发生的条件，

能列举生活中全反射现象的实例。

3.认识光的色散现象，理解光的色散现象发生的原因。

一、光的折射

1.核心知识

光从空气射到水面时，一部分进入水中，另一部分光返回空气中．一般来说，光从第1种介质射到它与

第2种介质的界面时，一部分光会返回到第1种介质，这个现象叫做光的反射；另一部分会进入第2种介

质，这个现象叫做光的折射．在反射和折射现象中，光路是可逆的．

1

1．光沿直线传播及光的反射定律复习

⑴光在同一种均匀介质中沿直线传播．光在真空中的传播速度最大，约为．

⑵光从一种介质射到两种介质的分界面时会发生反射，反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，

反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角．这就是光的反射定律．

2．光的折射定律

荷兰数学家斯涅耳通过大量的实验数据分析，得到了以下结论：

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

跟折射角的正弦成正比．这就是光的折射定律．即

3．折射率

⑴折射率的定义

光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦跟折射角的正弦之比是一个常数，这个常数仅由

两种介质的性质决定，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率，用符号表示．

即．

在实际应用中，我们遇到最多的情况是光从空气射入某种介质，或从某种介质射入空气．而空气对光

的传播影响很小，可以作为真空处理．

⑵折射率与光速的关系

研究表明，光在不同介质中的速度不同；某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度与光在这种介

质中的传播速度之比，即．

任何介质的折射率都大于1．

⑶几种介质的折射率

介质金刚石玻璃酒精水空气

折射率2.421.5-1.81.361.331.00028

2

提示：在讲完这部分内容后，教师可以让学生自己画出平行玻璃砖和三棱镜这两种重要光学元件的折

射光路图．

2.例题讲解

折射定律

1.空气中一束会聚光束会聚于一点，如图所示，若在虚线位置插入厚平行玻璃砖时，则会聚点将（

）

A.在原位置B.向上移动C.向下移动D.向右移动

【答案】C

【标注】【知识点】光的折射定律和应用

2.光从某种玻璃中射向空气，入射角从零开始增大到某一值的过程中，折射角，也随之增大，则

下列说法正确的是（）

A.比值不变B.比值是一个大于的常数

C.比值不变D.比值是一个小于的常数

【答案】CD

【标注】【知识点】光的折射定律和应用

3.根据图中的漫画，判断下列说法中正确的是（）

3

A.人看到的是鱼的实像，位置变浅了些B.人看到的是鱼的虚像，位置变浅了些

C.鱼看到的是人的实像，位置偏低了些D.鱼看到的是人的虚像，位置偏高了

【答案】BD