1、1第 3 讲 光的折射 全反射一、光的折射定律 折射率1.折射定律(1)内容：如图 1 所示，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；入射角的正弦与折射角的正弦成正比.图 1(2)表达式： n.sin 1sin 2(3)在光的折射现象中，光路是可逆的.2.折射率(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量.(2)定义式： n .sin 1sin 2(3)计算公式： n ，因为 vv2v3 B.v1v3v2C.v1v1v3答案 B解析 光从介质射向介质，发生全反射，说明介质的折射率小于介质的折射率，入13射角大于或等于临界角；光从介质射入介质，从题图可以看出
2、，入射角小于折射角，说明介质的折射率大于介质的折射率，入射角小于临界角.界面相互平行，比较可知，介质的折射率小于介质的折射率.光在介质中的传播速度等于光在真空中的速度与介质的折射率的比值，折射率大，传播速度小，B 正确.4.(多选)(2018扬州中学模拟)两束不同频率的平行单色光 a、 b 分别由水射入空气发生如图 3 所示的折射现象( vbD.a、 b 入射角为 0时，没有光线射入空气中答案 BC解析 由题图知， vb，故 C 正确；当cna、 b 入射角为 0时，光线不偏折进入空气中，故 D 错误.5.(多选)如图 4，某同学用插针法测量平行玻璃砖折射率，他按正确的方法插了大头针a、 b、
3、 c、 d.则下列说法正确的是( )图 4A.实验中，入射角应适当大些B.该同学在插大头针 d 时，应使其挡住 a、 b 的像和 cC.若入射角太大，光会在玻璃砖内表面发生全反射D.该实验方法只能测量平行玻璃砖的折射率答案 AB6.(2018江苏省高考压轴冲刺卷)一束单色光由空气进入水中，则该光在空气和水中传播时，速度，频率(均填“增大” “减小”或“不变”).答案 减小 不变14解析 同一单色光在不同的介质中传播，频率不会改变，但是速度改变，光在水中传播时速度比在空气中传播时小.7.(2018南京市三模)如图 5 所示是一个透明圆柱体的横截面，其半径为 R， AB 是一条直径.某学习小组通过
4、实验测定圆柱体的折射率，他们让一束平行光沿 AB 方向射向圆柱体，发现与AB 相距 R 的入射光线经折射后恰经过 B 点，已知光在真空中的传播速度为 c，求：32图 5(1)这个圆柱体的折射率；(2)光在透明圆柱体中传播的速度.答案 (1) (2) c333解析 (1)设光线 P 经折射后经过 B 点，光路如图所示：根据折射定律 nsin sin 由 sin 3R2R 32解得： 60又 2 ，得 30 联立解得 n 3(2)由 n ，得光在透明圆柱体中传播的速度为 v c.cv 338.(2018南通等六市一调)半圆筒形玻璃砖的折射率为 n，厚度为 d，其横截面如图 6 所示.一束光垂直于左
5、端面射入，光能无损失地射到右端面，光在真空中的传播速度为 c.求：15图 6(1)光在玻璃砖中的传播速度 v；(2)筒的内半径 R 应满足的条件.答案 (1) (2) Rcn dn 1解析 (1)光在玻璃砖中的传播速度为： vcn(2)光路如图所示从筒左端面内侧入射的光线发生全反射时有：sin RR d发生全反射的临界角满足：sin C1n一束光垂直于左端面射入，光能无损失地射到右端面满足： C，即 RR d 1n解得： R .dn 19.(2018高考押题预测卷)如图 7 所示，一根长直棒 AB 竖直地插入水平池底，水深a1.0m，棒露出水面部分的长度 b0.6m，太阳光斜射到水面上，水面上
6、阴影的长度为c0.8m，已知水的折射率 n ，sin370.6，cos370.8.求棒在池底的影长 d.43图 7答案 1.55m解析 设太阳光与水面的夹角为 ，射进水后的折射角为 ，如图所示16由几何关系得：tan bc 0.60.8 34根据折射定律有： n sin90 sin影长 d c atan 由式代入数据解得 d1.55m.10.(2018苏州市期初调研)如图 8 所示，直角玻璃三棱镜 ABC 置于空气中，棱镜的折射率为 n ， A60.一细光束从 AC 的中点 D 垂直于 AC 面入射， AD a.求：2图 8(1)光第一次从棱镜中射入空气时的折射角；(2)光从进入棱镜到第一次从
7、棱镜中射出所经历的时间(光在真空中的传播速度为 c).答案 (1)45 (2)56a3c解析 (1)光路如图所示i160，设玻璃对空气的临界角为 C，则：sin C ， C45，1n 22i145，发生全反射， i2603030 C由折射定律有 ，所以 r45sin rsin i2 2(2)棱镜中的光速 v ，所求时间 t ，解得： tcn 3av avcos 30 56a3c11.(2018苏锡常镇二模)如图 9 所示，一透明球体置于空气中，半径 R0.1m，单色细光束 AB 平行于过球心的直线 MN 射向球体， AB 与 MN 的间距为 d m，经折射、反射、折射320回到空气中，出射光线与 AB 恰好平行.17图 9(1)求该透明球体的折射率；(2)已知真空中光速 c310 8m/s，求光束在该透明球体中的传播时间.答案 (1) (2)210 9 s3解析 (1)光路图如图所示，sin i ， i60dR 3200.1 32r 30， n i2 sinisinr 3(2)v c， t 210 9 scn 33 2BNv 2 dsin30v
