光折射 全反射(内容分析).doc

光的折射 全反射（内容分析） 基础知识 一、光的折射 1．折射现象：光从一种介质进入另一种介质，传播方向发生改变的现象． 2．折射定律：折射光线、入射光线跟法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比． 3．在折射现象中光路是可逆的． 二、折射率 1．定义：光从真空射入某种介质，入射角的正弦跟折射角的正弦之比，叫做介质的折射率． 注意：光从真空射入介质． 2．公式：n=sini/sinγ，折射率总大于1．即n＞1． 3.各种色光性质比较：红光的n最小，ν最小，在同种介质中（除真空外）v最大，λ最大，从同种介质射向真空时全反射的临界角C最大，以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小（注意区分偏折角和折射角）。 4．两种介质相比较，折射率较大的叫光密介质，折射率较小的叫光疏介质． 【例1】一束光从空气射向折射率n=的某种玻璃的表面，如图所示，i表示入射角，则（ ） A．无论入射角i有多大，折射角r都不会超过450 B．欲使折射角r＝300，应以i＝450的角度入射 C．当入射角i＝arctan时，反射光线与折射光线恰好互相垂直 D．以上结论都不正确 解析：针对A：因为入射角最大值imax=900，由折射定律sini/sinγ=n， sinγ=sini/n=sin900/=/2 所以γmax＝450，故A正确． 针对B：由sini/sinγ=n知，当r＝300时 sini=sinγn=×sin300=/2 所以，I=450，即选项B正确 针对c：当入射角i＝arctan 时，有sini/cosi=， 由折射定律有sini/sinγ=n＝ 所以cosi＝sinγ，则i＋r=900 所以在图中，OB⊥OC．故选项C也正确． 答案：ABC 【例2】如图所示，一圆柱形容器，底面直径和高度相等，当在S处沿容器边缘的A点方向观察空筒时，刚好看到筒底圆周上的B点．保持观察点位置不变，将筒中注满某种液体，可看到筒底的中心点，试求这种未知液体的折射率是多大？ 解析：筒内未装液体时，S点的眼睛能看到B点以上部分，注满液体后，由O点发出的光线经液面折射后刚好进入眼睛，根据折射定律知：n=sini/sinγ=/2=1.58 即这种未知液体的折射率n=1．58． 三、全反射 1．全反射现象：光照射到两种介质界面上时，光线全部被反射回原介质的现象． 2．全反射条件：光线从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角． 3．临界角公式：光线从某种介质射向真空（或空气）时的临界角为C，则sinC=1/n=v/c 【例3】潜水员在折射率为的透明的海水下hm深处，向上观察水面，能看到的天穹和周围的景物都出现在水面上 的一个圆形面积为S的区域内，关于圆面积S和深度h的关系正确的是（ C ） A、S与水深h成正比 B、S与水深h成反比 C、S与水深h的平方成正比 D、S与水深h的平方成反比 【例4】完全透明的水中某深处，放一点光源在水面上可见到一个圆形的透光平面，如果透光圆面的半径匀速增大，则光源正在（ D ） A、加速上升 B、加速下沉 C、匀速上升 D、匀速下沉 四、棱镜与光的色散 1.棱镜对光的偏折作用 一般所说的棱镜都是用光密介质制作的。入射光线经三棱镜两次折射后，射出方向与入射方向相比，向底边偏折。（若棱镜的折射率比棱镜外介质小则结论相反。） 作图时尽量利用对称性（把棱镜中的光线画成与底边平行）。 由于各种色光的折射率不同，因此一束白光经三棱镜折射后发生色散现象，在光屏上形成七色光带（称光谱）（红光偏折最小，紫光偏折最大。）在同一介质中，七色光与下面几个物理量的对应关系如表所示。 色光 红橙黄绿蓝靛紫 折射率 小大 偏向角 小大 频率 小小 速度 大小 【例5】发出白光的细线光源ab，长度为l0，竖直放置，上端a恰好在水面以下，如图。现考虑线光源a b发出的靠近水面法线（图中的虚线）的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以l1表示红光成的像的长度，l2表示蓝光成的像的长度，则（D） A． l1< l2<l0 B．l1> l2>l0 C．l2> l1>l0 D．l2< l1<l0 解析：红光的折射率n1小于蓝光的折射率n1，b点的像红光比蓝光靠下，所以l2< l1<l0 【例6】公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度若干彩灯，在晚上观察不同颜色彩灯的深度和 水面上被照亮的面积，下列说法正确的是 （ D