2025年高考物理复习讲义第十三章第1讲　光的折射　全反射（含解析）.docxVIP

eq\o(\s\up15(第1讲光的折射全反射))

素养目标1.了解光的折射和全反射现象．(物理观念)2.了解折射率的概念和折射定律．(物理观念)3.知道光的色散的成因及各种色光的比较．(物理观念)4.分析光的折射和全反射问题的一般思路．(科学思维)

一、光的折射定律折射率

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.

直

观

情

境

(2)表达式：eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n.

(3)在光的折射现象中，光路是可逆的．

2．折射率

(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量．

(2)定义式：n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).

(3)计算公式：n＝eq\f(c,v)，因为v＜c，所以任何介质的折射率都大于1.

(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(或空气)时，入射角小于折射角．

二、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)入射角大于或等于临界角．

3．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，发生全反射的临界角为C，则sinC＝eq\f(1,n).介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小．

三、光的色散

1．光的色散

含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫作光的色散，如图所示，光谱中红光在最上端，紫光在最下端，中间是橙、黄、绿、青、蓝色光.

直

观

情

境

2.白光的组成

光的色散现象说明白光是复色光，是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种单色光组成的．

1．思维辨析

(1)无论是折射光路，还是全反射光路，都是可逆的．()

(2)折射率跟折射角的正弦成正比．()

(3)只要入射角足够大，就能发生全反射．()

(4)光从空气射入水中，它的传播速度一定增大．()

(5)已知介质对某单色光的临界角为C，则该介质的折射率等于eq\f(1,sinC).()

2．(多选)两束不同频率的平行单色光a、b分别由水中射入空气发生如图所示的折射现象(α＜β)，下列说法正确的是()

A．随着a、b入射角度的逐渐增加，a先发生全反射

B．水对a的折射率比水对b的折射率小

C．a、b在水中的传播速度va＞vb

D．a、b入射角为0°时，没有光线射入空气中

3．如图所示，两束细平行单色光a、b射向置于空气中横截面为矩形的玻璃砖的下表面，设玻璃砖足够长，若发现玻璃砖的上表面只有一束光线射出，则下列说法中正确的是()

A．其中有一束单色光在玻璃砖的上表面发生了全反射

B．在玻璃中单色光a的传播速率小于单色光b的传播速率

C．单色光a的折射率小于单色光b的折射率

D．若单色光a为黄光，则单色光b可能为红光

考点折射定律及折射率的应用

1．对折射率的理解

(1)折射率只由介质本身的光学性质和光的频率决定．由n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)定义和计算，与入射角θ1和折射角θ2无关．

(2)由n＝eq\f(c,v)可计算光的折射率，n是光从真空射入某种介质的折射率．对两种介质来说，若n1n2，则折射率为n1的称为光密介质，折射率为n2的称为光疏介质．

(3)光从一种介质进入另一种介质时频率不变，波长改变，光速改变，可以根据v＝λf和n＝eq\f(c,v)判断．

(4)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关．同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小．

2．解决光的折射问题的步骤

(1)根据题意画出正确的光路图．

(2)利用几何关系确定光路中的边、角关系，要注意入射角、折射角均以法线为标准．

(3)利用折射定律、折射率公式求解．

典例1(2023·全国乙卷)如图所示，一折射率为eq\r(2)的棱镜的横截面为等腰直角三角形ABC，AB＝AC＝l，BC边所在底面上镀有一层反射膜．一细光束沿垂直于BC方向经AB边上的M点射入棱镜，若这束光被BC边反射后恰好射向顶点A，求M点到A点的距离．

1．[光的反射与折射]如图所示，一束单色光从厚度均匀的玻璃砖上表面M点射入，在下表面P点反射的光线经上表面N点射出，出射光线b相对入射光线a偏转60°，已知M、P、N三点连线组成等边三角形，则该玻璃砖的折射率为()

A．eq\r(2) B．1.5

C．eq\r(3) D．2

2．[光的色散现象]如图甲所示，一细束白光通过某种特殊材料制成的三棱镜发生色散．图乙是其光路平面图，已知三棱镜的切面为等边三角形，白光由M点入射，入射角α＝60°，该材料对红光的折射