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2021年高考物理总复习：几何光学

复习要点

1、掌握光的直线传播规律。了解各种频率的光在真空中传播速度均为C=3×10m/s；在介质中的传8

播速度vc，频率较低的光在介质中传播速度较大。

2、了解光的反射现象，掌握光的反射定律，能够运用光的反射定律解决光的反射问题。

3、了解光的折射现象，掌握光的折射定律，能够运用光的折射定律解决光的折射问题。了解折射率

概念，掌握折射率与光速间的关系。

4、了解光的全反射现象，掌握发生全反射现象的充要条件。

5、熟悉平面镜、棱镜、平行玻璃砖等光学器件对光路的控制特征。了解光的色散现象。

6、掌握画反射光路与折射光路的方法，能够运用画光路的方法解决有关成像的问题和确定观察范围

的问题。

二、难点剖析

1、光的传播规律

（1）光的直线传播规律、光速

光在同种均匀介质中总是沿直线传播。

各种频率的光在真空中传播速度均为

8

C=3×10m/s

各种频率的光在介质中的传播速度均小于在真空中的传播速度，即

vC

同一种频率的光在不同介质中传播速度一般不同；不同频率的光在同一种介质中传播速度一般也不

同。在同一种介质中，频率越低的光其传播速度越大。

（2）光在射到两种介质的界面上后返回原介质时，其传播规律遵循所谓的反射定律。反射定律的基

本内容包含如下三个要点：

①反射光线、法线、入射光线共面；

②反射光线与入射光线分居法线两侧；

③反射角等于入射角，即i=i’

（3）光在射到两种介质的界面上后从第一种介质进入第二种介质时，其传播规律遵循所谓的折射定

律。折射定律的基本内容包含如下三个要点；

①折射光线、法线、入射光线共面；

②折射光线与入射光线分居法线两侧；

③入射角与折射角的正弦值之比恰等于第二与第一两种介质的折射率之比，即

sinin

2

。

sinrn

1

特别是当光从空气（折射率为1）射入折射率为n的介质中时，上式变为

sini

n

sinr

（4）折射率

c

①折射率与光速间关系为n

v

②由于不同频率的光在同一种介质中传播速度不同，所以，同一种介质对不同频率的光的折射率也

不同。由此可知：折射率反映的不仅仅是介质的属性，而应该是反映了光与介质的光属性间的某种关系。

2、光的全反射现象

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（1）光密介质与光疏介质

如果有三种介质，其折射率的关系为

nnn

123

那么第2种介质相对于第1种介质是光密介质，但相对于第3种介质则是光疏介质。

（2）全反射现象

光从光密介质射向光疏介质时，当入射角足够大而使折射光线消失的现象称为全反射现象。

（3）全反射现象的充要条件

必要条件：从光密介质射向光疏介质

充分条件：入射角大于临界角

（4）临界角

使折射角等于90°时的入射角。当光从折射率为n的介质射向空气时，发生全反射现象的临界

角C可由下式求得

1

Carcsin

n

3、各光学元件对光路的控制特征

（1）光束经平面镜反射后，其会聚（或发散）的程度将不发生改变。这正是反射定律中“反射角等

于入射角”及平面镜的反射面是“平面”所共同决定的。

（2）光束射向三棱镜，经前、后表面两次折射后，其传播光