第3单元 光的折射全反射 必备知识要打牢 抓双基 固本源 得基础分 掌握程度 BIBEL ZHISHIYAO DALAO 知识点一 光的折射定律和折射率 想一想 如图12-3-1所示,光线 图12-3-1 以入射角O1从空气射向折射率n=2的玻璃表面。 (1)当入射角01=45°时,反射光线与折射光线间的 夹角0为多少? (2)当入射角0为何值时,反射光线与折射光线间的 夹角O=90°? MYKONGLONG
光的折射定律和折射率 [想一想] 如图 12－3－1 所示，光线 以入射角 θ1从空气射向折射率 n＝ 2的玻璃表面。 (1)当入射角θ1 ＝45°时，反射光线与折射光线间的 夹角θ为多少？ (2)当入射角θ1为何值时，反射光线与折射光线间的 夹角θ＝90°？ 图12－3－1
[提示](1)设折射角为O2,由折射定律 sin B1 sin a,n 得sinO2 sin 01 sin 45 2,所以,2=30 因为01′=01=45°,所以O=1800-450-30°=105°。 (2)因为1′+02=90°,所以,sinO2=sin(90-01′) =cosO1′,由折射定律得tan01=2,1= arctan\2。 MYKONGLONG
[提示] (1)设折射角为 θ2，由折射定律sin θ1 sin θ2 ＝n 得 sin θ2＝ sin θ1 n ＝ sin 45° 2 ＝ 1 2，所以，θ2＝30°。 因为 θ1′＝θ1＝45°，所以 θ＝180°－45°－30°＝105°。 (2)因 为 θ1′＋θ2＝90°，所以，sinθ2＝sin(90°－θ1′) ＝cos θ1′，由折射定律得 tan θ1＝ 2，θ1＝arctan 2
记一记 N 1.光的折射 O空气 光从一种介质进入另一种介质时,传播 水 方向发生改变的现象称为光的折射现象。 2.光的折射定律 图12-3-2 (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射角的正弦 与折射角的正弦成正比 MYKONGLONG
[记一记] 1．光的折射 光从一种介质进入另一种介质时，传播 方向发生改变的现象称为光的折射现象。 2．光的折射定律 (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 ；入射角的正弦 与折射角的正弦成 。 图12－3－2 两侧 正比
(2)表达式:sin,=n1,式中n2是比例常数 (3)光的折射现象中,光路是可逆的。 3.折射率 (1)定义:光从真空射入某种介质发生折射时,入射角 的正弦与折射角的正弦之比,叫做这种介质的折射率。 sin b (2)定义式:n=sinB2。折射率由介质本身的光学 性质和光的频率决定。 MYKONGLONG
(2)表达式：sin θ1 sin θ2 ＝n12，式中 n12是比例常数。 (3)光的折射现象中，光路是 的。 3．折射率 (1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角 的正弦与折射角的正弦 ，叫做这种介质的折射率。 (2)定义式：n＝ 。折射率由介质本身的光学 性质和光的频率决定。 可逆 之比 sin θ1 sin θ2
(3折射率和光速的关系: 折射率与光在介质中传播的速度有关,当c为真空中 光速,为介质中光速时:n=0。 式中c=3×108m/s,n为介质的折射率,总大于1, 故光在介质中的传播速度必小于真空中的光速。 MYKONGLONG
(3)折射率和光速的关系： 折射率与光在介质中传播的速度有关，当 c 为真空中 光速，v 为介质中光速时：n＝ 。 式中 c＝ m/s，n 为介质的折射率，总大于 1， 故光在介质中的传播速度必 真空中的光速。 3 ×10 8 小于 cv
试一试] 1.如图12-3-3所示,有一束平行于等 边三棱镜截面ABC的单色光从空气射 向E点,并偏折到F点。已知入射方向6 与边AB的夹角为0=30°,E、F分别为图12-3-3 边AB、BC的中点,则 A.该棱镜的折射率为3 B.光在F点发生全反射 C.光从空气进入棱镜,波长变小 D.从F点出射的光束与入射到E点的光束平行 MYKONGLONG
[试一试] 1．如图12－3－3所示，有一束平行于等 边三棱镜截面ABC的单色光从空气射 向E点，并偏折到F点。已知入射方向 与边AB的夹角为θ＝30° ，E、F分别为 边AB、BC的中点，则 ( ) 图12－3－3 A．该棱镜的折射率为 3 B．光在 F 点发生全反射 C．光从空气进入棱镜，波长变小 D．从 F 点出射的光束与入射到 E 点的光束平行
解析:由几何关系可推理得入射角01=60°,折射角02= sin b 30°,由"SinB√3,A对;由sinC= 临界角C>30 故在F点不发生全反射,B错;由n=,=2知光进入棱镜 波长变小,C对;F点出射的光束与BC边的夹角为30°, 不与入射光线平行,D错。 答案:AC MYKONGLONG
解析：由几何关系可推理得入射角 θ1＝60°，折射角 θ2＝ 30°，由 n＝ sin θ1 sin θ2 ＝ 3，A 对；由 sin C＝ 1 n，临界角 C＞30°， 故在 F 点不发生全反射，B 错；由 n＝ c v＝ λ0 λ知光进入棱镜 波长变小，C 对；F 点出射的光束与 BC 边的夹角为 30°， 不与入射光线平行，D 错。 答案：AC
知识点二 全反射色散 「想一想 已知介质对某单色光的临界角为C,则介质对单 色光的折射率为多少?单色光在该介质中传播速度为多 少?此单色光在该介质中的波长是多少? v csin C [提示]n csin C: SIn c/ MYKONGLONG
全反射 色散 [想一想] 已知介质对某单色光的临界角为C，则介质对单 色光的折射率为多少？单色光在该介质中传播速度为多 少？此单色光在该介质中的波长是多少？ [提 示] n＝ 1 sin C；v＝ c n ＝csin C；λ＝ v ν ＝ c·sin C c/λ0 ＝ λ0sin C
「记一记 1.全反射 (1)条件: ①光从_光密介质射入光疏介质。 ②入射角等于或大于临界角。 (2)现象:折射光完全消失,只剩下反射光 (3)临界角:sinC=C为折射角等于909时所对应的入 射角。 MYKONGLONG
[记一记] 1．全反射 (1)条件： ①光从 射入 。 ②入射角 临界角。 (2)现象： 完全消失，只剩下 。 光密介质 光疏介质 等于或大于 折射光 反射光 (3)临界角：sin C＝ 1 n，C 为折射角等于 90°时所对应的入 射角
(4)应用: ①全反射棱镜。 ②光导纤维,如图2-3-4所示。图12-3-4 2.光的色散 (1)定义:含有多种颜色的光被分解为白 红紫 单色光的现象叫做光的色散,如图12-3 5所示,光谱中红光在最上端,紫光在最下图12-3-5 端,中间是橙、黄、绿、青、蓝等色光。 (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。 MYKONGLONG
(4)应用： ① 棱镜。 ②光导纤维，如图12－3－4所示。 图12－3－4 全反射 2．光的色散 (1)定义：含有多种颜色的光被分解为 单色光的现象叫做光的色散，如图12－3－ 5所示，光谱中 在最上端， 在最下 端，中间是橙、黄、绿、青、蓝等色光。 (2)白光的组成：光的色散现象说明白光是 光， 是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种单色光组成的。 红光 紫光 图12－3－5 复色