高考物理一轮复习151光的折射、全反射2023年高考物理一轮复习考点帮(原卷版+解析).pdf

考点46光的折射、全反射

1.通过实验，理解光的折射定律。会测量材料的折射率。

新课程标准2.知道光的全反射现象及产生的条件。初步了解光纤的工作原理、光纤技

术在生产生活中的应用。

考查的内容主要体现模型建构和科学推理等物理学科的核心素养。命题多以

命题趋势

三棱镜、玻璃半球、游泳池等为设题情境，考查光线的传播光路图。

试题生活实践类全反射棱镜、光导纤维等

情境学习探究类折射定律、全反射、测量玻璃的折射率

考向一折射定律和折射率的理解及应用

考向二全反射现象的理解和应用

考向三光路控制和色散

考向四光的折射和全反射的综合应用

考向一折射定律和折射率的理解及应用

一、光的折射定律折射率

i.光的反射现象与折射现象

一般来说，光从笫1种介质射到该介质与第2种介质的分界而时，一部分光会返回到第1种介质，这

个现象叫作光的反射：另一部分光会进入第2种介质,这个现象叫作光的折射(如图所示)。

2.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西恻；入

射角的正弦与折射角的正弦蛙比。

(2)表达式：鬻”,式中U2是比例常数。

(3)在光的折射现象中，光路是可通的。

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,叫作这种介质的绝

对折射率，简称折射率，用符号n表示。

(2)物理意义：折射率仅反映介度的光学特性,折射率大，说明光线以相同入射角从真.空斜射入该介质

时偏折的角度大，反之偏折的角度小C

(3)定义式：n=鬻，不能说n与sin(h成正比、与sinO2成反比，对于确定的某种介质而言，入射角的

正弦与折射角的正弦成正比。折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定。

(4)光在不同介质中的传播速度不可；某种介质的折射率，等于光在真空中的传播速度c与光在这种介

质中的传播速度v之比，即n=*由于vvc,故任何介质的折射率都红(填“大于”或“小于”)1。

4.对折射率的理解

(1)公式n=^中，光不论是从真空射入介质，还是从介质射人真空，Oi都是指真空中的光线与法线同

的夹角，都是指介质中的光线与法线间的夹角。

(2)折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小，丫=云

(3)折射率由介质本身的性质和入射光的频率共同决定，与入射角和折射角的大小无关。

(4)折射率与介质的密度没有关系,光密介质不是指密度大的介质。

(5)同一种介质中，频率越高的色光折射率越大，传播速度越小。

(6)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长可能不同，但频率相同。

【典例1】(2022年河北省普通高中学业水平选择性考试)1.如图，一个半径为R的玻璃球，。点为球心。

球面内侧的色点光源S发出的•束光A点射出，出射光线AB与球直径SC平行，=30。。光真空中的

传播速度为c。求：

(i)玻璃的折射率：

(ii)从S发出的光线经多次全反射回到S点的最短时间。

【答案】(1)n=V3;(2)z=

【解析】(i)根据题意将光路图补充完整，如下图所示

根据JL何关系可知ii=0=30°,i=60°

2

根据折射定律有nsinii=sini：

解得〃=\/3

(ii)设全反射的临界角为C,RiJinC=-=—

s

n3

光玻璃球内的传播速度有I，=£

根据几何关系可知当0=45。时，即光路为圆的内接正方