第十四章

光

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●命題熱點詮釋

1．命題熱度：本章屬于基礎熱點內容，10年來，從命題頻次上

看，全國卷10年14考，地方卷71考。

2．考查熱點：(1)光的折射、折射率、全反射的計算。

(2)光的干涉。

(3)測量玻璃的折射率實驗操作和數據處理。

(4)用雙縫干涉測量光的波長的實驗操作和數據處理。

第十四章光

第73講光的折射與全反射

基礎梳理·易錯辨析

核心考點·重點突破

提能訓練練案[73]

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基礎梳理·易錯辨析

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一、光的折射定律、折射率

1．折射現象

光從一種介質斜射進入另一種介質時傳播方向___發(fā)__生_改__變____的現

象。

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2．折射定律

(1)內容：折射光線與入射光線、法線處在__同__一__平__面____內，折射光

線與入射光線分別位于法線的__兩__側____；入射角的正弦與折射角的正弦

__成__正__比____。

(2)表達式：__________＝n12，式中n12是比例常數。

(3)在光的折射現象中，光路是__可__逆____的。

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3．折射率

(1)定義：光從真空射入某種介質發(fā)生折射時，___入__射__角__的__正__弦___與

__折__射__角__的__正__弦____之比，叫作這種介質的絕對折射率，簡稱折射率，用

符號n表示。

(2)表達式：n＝_________。

(3)計算公式：n＝______，因為v<c，所以任何介質的折射率都大于

___1___。

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4．光密介質與光疏介質

(1)光密介質：折射率___較__大___的介質。

(2)光疏介質：折射率__較__小____的介質。

(3)光密介質和光疏介質是___相__對___的。某種介質相對其他不同介質

可能是光密介質，也可能是光疏介質。

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二、全反射光導纖維

1．定義：光從光密介質射入光疏介質，當入射角增大到某一角度

時，折射光線將全部___消__失___，只剩下反射光線的現象。

2．條件

(1)光從光密介質射入光疏介質。

(2)入射角__大__于__或__等__于____臨界角。

3．臨界角：折射角等于90°時的入射角，若光從光密介質(折射率

為n)射向真空或空氣時，發(fā)生全反射的臨界角為C，則sinC＝______。

介質的折射率越大，發(fā)生全反射的臨界角越___小___。

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4．光導纖維

光導纖維的原理是利用光的___全__反__射___，如圖所示。

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三、光的色散

1．光的色散現象：含有多種顏色的光被分解為___單__色___光的現

象。

2．色散規(guī)律：當一束白光入射到棱鏡界面時，各種色光的折射角

不同，紅光偏折得最小，紫光偏折得最大；當它們從另一個界面射出

時，仍然是___紫__光___的偏折最大，___紅__光___的偏折最小。

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3．光的色散現象說明

(1)白光為復色光；

(2)同一介質對不同色光的折射率不同，頻率越大的色光折射率

__越__大____；

越小

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1．折射率的大小由介質和光的頻率共同決定，與入射角、折射角

的大小無關。(√)

2．密度大的物體為光密介質，密度小的物體為光疏介質。(×)

3．光從一種介質進入另一種介質時，光的頻率不變。(√)

4．不同顏色的光在真空中的傳播速度都相同，均為3.0×108m/s。(

√)

5．在同一種介質中，紅光的折射率小于紫光的折射率。(√)

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核心考點·重點突破

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1折射定律和折射率的理解與應用

(能力考點·深度研析)

1．對折射率的理解

(1)公式的理解

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(2)折射率的大小不僅與介質本身有關，還與光的頻率有關。

①同一種介質中，頻率越大的光折射率越大，傳播速度越小。

②同一種光，在不同介質中雖然波速、波長不同，但頻率相同。

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2．平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對光路的控制

類別

平行玻璃磚三棱鏡圓柱體(球)

項目

玻璃磚上下表面橫截面為三角形

結構橫截面是圓

是平行的的三棱鏡

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3．視深和視高問題

(2)視高：從折射率為n的透明介質中，觀察正上方距界面高為L處的

物體，看到物體像點的高度，即視高h＝nL(L：物體距離岸邊的實際高

度)。

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反思提升

解決光的折射問題的思路

(1)根據題意畫出正確的光路圖。

(2)利用幾何關系確定光路中的邊、角關系，要注意入射角、折射角

均以法線為標準。

(3)利用折射定律、折射率公式求解。

(4)注意折射現象中光路的可逆性。

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【跟蹤訓練】

1(平行玻璃磚對光路的控制)(多選)如圖所示，兩細束平行的單色光

a、b射向同一塊上、下表面平行的玻璃磚的上表面，最終都從玻璃磚的

下表面射出。已知玻璃對單色光b的折射率較小，那么下列說法中正確

的有()

A．a光在玻璃磚中傳播速度比b光小

B．從玻璃磚下表面射出后，兩束光不一定平行

C．從玻璃磚下表面射出后，兩束光之間的距離一定增大了

D．從玻璃磚下表面射出后，兩束光之間的距離可能和射入前相同

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[答案]AC

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2

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3

A．魚的實際深度比翠鳥觀察到的要淺

B．魚看到的翠鳥比實際位置要高

C．翠鳥以與水面成37°的方向俯沖做直線運動即可捕獲魚

D．魚距離翠鳥的實際水平距離為2.5m

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[答案]B

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2光的折射、全反射的綜合應用

(能力考點·深度研析)

1．解答全反射問題的技巧

(1)解答全反射問題時，要抓住發(fā)生全反射的兩個條件；

①光必須從光密介質射入光疏介質。

②入射角大于或等于臨界角。

(2)利用好光路圖中的臨界光線，準確地判斷出恰好發(fā)生全反射的光

路圖是解題的關鍵，且在作光路圖時盡量與實際相符。

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2．全反射規(guī)律的應用

(1)全反射棱鏡

截面是等腰直角三角形的棱鏡(通常是玻璃做成的)叫全反射棱鏡。

它的特殊作用一般有如圖所示的四種情況

(2)光導纖維

光導纖維簡稱“光纖”，它是非常細的特制玻璃絲(直徑在幾微米到

一百微米之間)，由內芯和外套兩層組成，內芯的折射率比外套的大。

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?考向1光射出范圍的確定

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[答案]C

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?考向2光的折射和全反射的綜合應用

(2024·山東卷，8分)某光學組件橫截面如圖所示，半圓形玻璃磚

圓心為O點，半徑為R；直角三棱鏡FG邊的延長線過O點，EG邊平行于

AB邊且長度等于R，∠FEG＝30°。橫截面所在平面內、單色光線以θ

角入射到EF邊發(fā)生折射，折射光線垂直EG邊射出。已知玻璃磚和三棱

鏡對該單色光的折射率均為1.5。

(1)求sinθ；

(2)以θ角入射的單色光線，若第一次到達半

圓弧AMB可以發(fā)生全反射，求光線在EF上入射

點D(圖中未標出)到E點距離的范圍。

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反思提升

求解光的折射和全反射問題的思路

(1)確定研究的光線

該光線一般是入射光線，還有可能是反射光線或折射光線；若研究

的光線不明確，根據題意分析、尋找，如臨界光線、邊界光線等。

(2)畫光路圖

找入射點，確認界面，并畫出法線，根據反射定律、折射定律作出

光路圖，結合幾何關系，具體求解。

(3)注意兩點

從光疏→光密：一定有反射、折射光線

從光密→光疏：如果入射角大于或等于臨界角，一定發(fā)生全反射。

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4【跟蹤訓練】

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[答案]C

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5(光導纖維)(多選)如圖是一根長為l的光導纖維，由內芯和包層兩層

介質組成，其折射率分別為n1和n2，若發(fā)生全反射的臨界角為θ，光在真

空中的速度為c。一束光從它的一個端面射入，又從另一端面射出，下

列說法中正確的是()

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[答案]CD

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6

A．平行于AC邊的光線①

B．平行于入射光線的光線②

C．平行于CB邊的光線③

D．平行于AB邊的光線④

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[答案]B

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7

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3色散現象

(能力考點·深度研析)

1．光的色散成因

棱鏡對不同色光的折射率不同，對紅光的折射率最小，紅光的偏折

程度最小。對紫光的折射率最大，紫光的偏折程度最大，從而產生色散

現象。

光線通過棱鏡的光路

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2．各種色光的比較與分析

顏色紅橙黃綠藍靛紫

頻率ν低→高

同一介質中的折射率小→大

同一介質中的速度大→小

同一介質中的波長大→小

通過同一棱鏡的偏折角小→大

同一介質中的臨界角大→小

同一裝置的雙縫干涉條紋間距大→小

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(2024·廣東卷)如圖所示，紅綠兩束單色光，同時從空氣中沿同一

路徑以θ角從MN面射入某長方體透明均勻介質。折射光束在NP面發(fā)生

全反射。反射光射向PQ面。若θ逐漸增大，兩束光在NP面上的全反射現

象會先后消失。已知在該介質中紅光的折射率小于綠光的折射率。下列

說法正確的是()

A．在PQ面上，紅光比綠光更靠近P點

B．θ逐漸增大時，紅光的全反射現象先消失

C．θ逐漸增大時，入射光可能在MN面發(fā)生全反射

D．θ逐漸減小時，兩束光在MN面折射的折射角逐漸增大

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