第5講.光及折射和全反射

1、第5講：光的反射、折射和全反射知識歸納1、光源：能夠自行發(fā)光的物體2、光的直線傳播：光在_中沿直線傳播，各種頻率的光在真空中傳播速度：C_；各種頻率的光在介質中的傳播速度_在真空中的傳播速度，即 v_C。3、光的反射（1）反射現(xiàn)象：光從一種介質射到另一種介質的界面上，_。（2）反射定律：反射光線跟入射光線和法線在同一平面內，且反射光線和人射光線分居法線兩側，反射角等于入射角（3）分類：光滑平面上的反射現(xiàn)象叫做_。發(fā)生在粗糙平面上的反射現(xiàn)象叫做_。它們都遵循反射定律（4）光路可逆原理：所有幾何光學中的光現(xiàn)象，光路都是_4、光的折射（1）折射現(xiàn)象：光從一種介質斜射入另一種介質，。（2）折射定律：折

2、射光線、入射光線跟法線在同一平面內，折射光線、入射光線分居法線兩側，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比（3）在折射現(xiàn)象中光路是可逆的（4）折射率定義：光從真空射入某種介質,_,叫做介質的折射率注意：指光從真空射入介質公式：_，折射率總大于1即n1各種色光性質比較：紅光的頻率_， n_，在同種介質中（除真空外）V最大，最大，從同種介質射向真空時全反射的臨界角C最大，以相同入射角在介質間發(fā)生折射時的偏折角最?。ㄗ⒁鈪^(qū)分偏折角和折射角）。兩種介質相比較，折射率_的叫光密介質，折射率_的叫光疏介質5、全反射（1）全反射現(xiàn)象：光照射到兩種介質界面上時，_的現(xiàn)象（2）全反射條件：_、_（3）臨界角公式：光線

3、從某種介質射向真空（或空氣）時的臨界角為C，則sinC=1/n=v/c（4）全反射棱鏡橫截面是等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡。選擇適當?shù)娜肷潼c，可以使入射光線經過全反射棱鏡的作用在射出后偏轉90o或180o。要特別注意兩種用法中光線在哪個表面發(fā)生全反射。（5）平行玻璃磚當光線從上表面入射，從下表面射出時，其特點是： 出射光線和入射光線_；各種色光在第一次入射后就發(fā)生色散；射出光線的側移和折射率、入射角、玻璃磚的厚度有關；可利用玻璃磚測定玻璃的折射率。（看選修3-4第46頁實驗）（6）光導纖維全反射的一個重要應用就是用于光導纖維（簡稱光纖）。光纖有內、外兩層材料，其中內層是光密介質，外層是光疏

4、介質。光在光纖中傳播時，每次射到內、外兩層材料的界面發(fā)生全反射。這樣使從一個端面入射的光，經過多次全反射能夠沒有損失地全部從另一個端面射出。典型例題：1光導纖維的結構如圖所示，其內芯和外套材料不同，光在內芯中傳播。以下關于光導纖維的說法正確的是 （ ） A.內芯的折射率比外套大，光傳播時在內芯與外套的界面發(fā)生全反射B.內芯的折射率比外套小，光傳播時在內芯與外套的界面 發(fā)生全反射ab空氣玻璃C.內芯的折射率比外套小，光傳播時在內芯與外套的界面發(fā)生折射D.內芯的折射率與外套的相同，外套的材料有韌性，可以起保護作用2一束復色光由空氣射向玻璃，發(fā)生折射而分為a、b兩束單色光，其傳播方向如圖所示。設玻璃

5、對a、b的折射率分別為na和nb，a、 b在玻璃中的傳播速度分別為va和vb，則（ ）A.na>nbB.na<nbC.v a>vbD.va<vb3一束復色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚，經折射分成兩束單色光a、b。已知a光的頻率小于b光的頻率。下列哪個光路圖可能是正確的？（ ）4、如圖所示為一塊建筑用幕墻玻璃的剖面圖，在其上建立直角坐標系xoy，設該玻璃的折射率沿y軸正方向均勻發(fā)生變化。現(xiàn)有一單色光a從原點O，以某一入射角由空氣射入該玻璃內部，且單色光a在玻璃內部的傳播路徑如圖中實線所示。則玻璃的折射率沿y軸正方向發(fā)生變化的情況是（）A折射率沿y軸正方向均勻減小B折射率

6、沿y軸正方向先均勻減小后均勻增大C折射率沿y軸正方向均勻增大D折射率沿y軸正方向先均勻增大后均勻減小5如圖16所示，一儲油圓桶底面直徑和高均為，桶內無油時，從點恰好看到桶底邊緣上的點，當桶內盛油的深度等于桶高的一半時，在點沿方向看去，恰好看到桶底上的點，其中BC=d/4。求（1）這種油的折射率n，（2）光在油中的傳播速度v6一束單色光由左側射入盛有清水的薄壁圓柱形玻璃杯，如圖為過軸線的截面圖，調整入射角，光線恰好在水和空氣的界面上發(fā)生全反射，已知水的折射率為，求的值。ABCDPOMN7如圖，一透明球體置于空氣中，球半徑R=10cm，折射率n.MN是一條通過球心的直線，單色細光束AB平行于MN射

7、向球體，B為入射點， AB與MN間距為5cm，CD為出射光線.補全光路并求出光從B點傳到C點的時間；求CD與MN所成的角.（需寫出求解過程）8、如圖所示，一條長度為L=5.0m的光導纖維用折射率為的材料制成。一細束激光由其左端的中心點以= 45°的入射角射入光導纖維內，經過一系列全反射后從右端射出。求：該激光在光導纖維中的速度v是多大？該激光在光導纖維中傳輸所經歷的時間是多少？9、在做測定玻璃折射率的實驗時:(1)甲同學在紙上正確畫出玻璃磚的兩個界面ab和cd，但在做插針實驗觀察前不慎將玻璃磚向ab方向平移了一些，如圖甲所示，其后的操作都正確，但在畫光路圖時，把入射光線和出射光線分別

8、延長到ab、cd上找到交點O、畫出折射光線，他測得的玻璃折射率n值將_。 (2)乙同學為了避免筆尖接觸玻璃磚表面，畫出的兩條直線和都比玻璃磚的實驗側面向外平移了一些如圖乙所示，其他操作都正確，畫光路圖時他也以和直線為標準找出兩個交點O、，連成折射光線O、以后再進行測量和計算，他測出的玻璃折射率n值將_。(3)丙同學在實驗、操作、畫圖各方面都正確，只是所用的玻璃磚的兩個側面明顯不平行如圖丙所示，他測出的玻璃折射率n值將_。變式訓練：1、一束光從空氣射入某種透明液體，入射角，在界面上光的一部分被反射，另一部分被折射，則反射光線與折射光線的夾角是（ ）A. 小于B. 在與之間 C. 大于D. 在與與

9、間2、觀察者看見太陽剛從地平線升起時，關于太陽的位置下列敘述正確的是（ ）A. 太陽位于地平線上 B. 太陽位于地平線下C. 太陽剛處于地平線 D. 大氣密度不知，無法判斷真空介質1紅光真空介質2紫光3、如圖所示，紅光和紫光分別從介質1和介質2中以相同的入射角射到介質和真空的界面，發(fā)生折射時的折射角也相同。設介質1對紅光和介質2對紫光的折射率分別為n1、n2，則下列結論正確的是（ ）An1=n2 Bn1>n2Cn1<n2 D以上三種可能性都有4、一束可見光射到空氣中的平行玻璃磚上，穿過玻璃磚后從下表面射出，變?yōu)閍、b兩束平行單色光，如圖所示，如果束b是藍光，則光束a可能是（ ）A紅光B黃光C綠D紫光5、讓光線通過一塊長方形的玻璃磚，下列判斷中錯誤的是（ ） A. 光線通過玻璃磚后發(fā)生的側向位移與玻璃的厚度有關B. 光線通過玻璃磚后發(fā)生的側向位移與玻璃的折射率有關C. 出射光線的方向與玻璃磚的厚度無關D. 出射光線方向不變是因為沒有發(fā)生折射6、一束單色光從空氣射入玻璃中，則其 ( ) A頻率不變，波長變長 B頻率變大，波長不變 C頻率不變，波長變短 D頻率變小，波長不變7、如圖所示,一個大游泳池,池