1、第3講光的折射與全反射,一、光的折射定律折射率 1.光的折射 光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時,傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象。 2.折射定律 (1)內(nèi)容:折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi),折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè);入射角的正弦與折射角的正弦成正比。 (2)光的折射現(xiàn)象中,光路是 可逆的。,二、全反射光導(dǎo)纖維 1.全反射 (1)內(nèi)容:光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì),當入射角增大到某一角度,折射光完全消失,只剩下反射光的現(xiàn)象。 (2)發(fā)生全反射的條件 光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)。 入射角大于等于臨界角。 (3)臨界角:折射角等于90時的入射角,用C表示,sin C= 。 2.光導(dǎo)纖維 原理:利用光

2、的全反射。,【提示】全反射現(xiàn)象中的三點提醒: (1)當發(fā)生全反射時,仍遵循光的反射定律及光路的可逆性。 (2)介質(zhì)的折射率越大,臨界角越小,越容易發(fā)生全反射。 (3)當入射角達到臨界角時,折射光線的強度減弱到零,反射光的能量等于入射光的能量。,考點二,考點三,考點一,考點二,考點三,考點一,考點二,考點三,考點一,考點二,考點三,考點一,考點二,考點三,考點一,利用半圓柱形玻璃,可減小激光光束的發(fā)散程度。在如圖所示的光路中,A為激光的出射點,O為半圓柱形玻璃橫截面的圓心,AO過半圓頂點。若某條從A點發(fā)出、與AO成角的光線,以入射角i入射到半圓弧上,出射光線平行于AO,求此玻璃的折射率。,考點二

3、,考點三,考點一,考點二,考點三,考點一,考點二全反射的理解及應(yīng)用 1.光的折射、全反射問題 (1)光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對而言的。同一種介質(zhì),相對于其他不同的介質(zhì),可能是光密介質(zhì),也可能是光疏介質(zhì)。 (2)如果光線從光疏介質(zhì)進入光密介質(zhì),則無論入射角多大,都不會發(fā)生全反射現(xiàn)象。 (3)在光的反射和全反射現(xiàn)象中,均遵循光的反射定律,光路均是可逆的。 (4)當光射到兩種介質(zhì)的界面上時,往往同時發(fā)生光的折射和反射現(xiàn)象,但在全反射現(xiàn)象中,只發(fā)生反射,不發(fā)生折射。,考點二,考點三,考點一,考點二,考點三,考點一,考點二,考點三,考點一,考點二,考點三,考點一,考點二,考點三,考點一,考點二,考點三,考

4、點一,考點二,考點三,考點一,考點二,考點三,考點一,2.實驗步驟 (1)把白紙用圖釘釘在木板上。 (2)在白紙上畫一條直線aa作為玻璃磚的上界面,畫一條線段AO作為入射光線,并過O點畫出界面aa的法線NN。 (3)把長方形的玻璃磚放在白紙上,使它的一個長邊跟aa嚴格對齊,并畫出玻璃磚的另一個長邊bb。 (4)在AO線段上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2。 (5)在玻璃磚的bb一側(cè)豎直地插上大頭針P3,調(diào)整眼睛觀察的視線,要使P3恰好能擋住P1和P2在玻璃磚中的虛像。 (6)用同樣的方法在玻璃磚的bb一側(cè)再插上大頭針P4、使P4能同時擋住P3本身和P1、P2的虛像。,考點二,考點三,考點一,(7

5、)記下P3、P4的位置,移去玻璃磚和大頭針。過P3、P4引直線OB與bb交于O點,連接O、O,OO就是入射光AO在玻璃磚內(nèi)的折射光線的方向,入射角1=AON,折射角2=OON。 (8)用量角器量出入射角1和折射角2。 (9)從三角函數(shù)表中查出入射角和折射角的正弦值,記入表格里。 (10)改變?nèi)肷浣?,重復(fù)實驗步驟,計算每次的折射率n,求出平均值 3.注意事項 (1)實驗時,應(yīng)將大頭針豎直插在紙上,且P1和P2之間、P3和P4之間、P2和O之間、P3和O之間距離要稍大一些。 (2)入射角1不宜太大(接近90),也不宜太小(接近0)。入射角太大,反射光較強,折射光較弱;入射角太小,入射角、折射角測

6、量的相對誤差較大。,考點二,考點三,考點一,典例3用三棱鏡做測定玻璃折射率的實驗,先在白紙上放好三棱鏡,在棱鏡的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2,然后在棱鏡的另一側(cè)觀察,調(diào)整視線,使P1的像被P2的像擋住,接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3、P4,使P3擋住P1、P2的像,P4擋住P3本身和P1、P2的像。在紙上標出大頭針位置和三棱鏡位置如圖所示。 (1)在圖上作出所需的光路; (2)為了測出棱鏡玻璃的折射率,需要測量的是,在圖上標出它們; (3)計算折射率的公式是n=。,考點二,考點三,考點一,考點二,考點三,考點一,考點二,考點三,考點一,光的色散問題的分析方法 1.色散現(xiàn)象 白光通過三棱鏡

7、會形成由紅到紫七種色光組成的彩色光譜,如圖。 2.成因 由于n紅n紫,所以以相同的入射角射到棱鏡界面時,紅光和紫光的折射角不同,即紫光偏折得更明顯些,當它們射出另一個界面時,紫光的偏折角最大,紅光偏折角最小。,3.各種色光的比較,典例一束白光從頂角為的一邊以較大的入射角i射入并通過三棱鏡后,在屏P上可得到彩色光帶,如圖所示,在入射角i逐漸減小到零的過程中,假如屏上的彩色光帶先后全部消失,則() A.紅光最先消失,紫光最后消失 B.紫光最先消失,紅光最后消失 C.紫光最先消失,黃光最后消失 D.紅光最先消失,黃光最后消失,【參考答案】 B,【名師點睛】發(fā)生色散的根本原因是由于同種介質(zhì)對不同頻率的色光的折射率不同,對紅光折射率最小,臨界角最大;對紫光折射率最大,臨界角最小,掌握這個基本關(guān)系是解題的關(guān)鍵。,(2015福建高考)如圖,一束光經(jīng)玻璃