（全国版）2019版高考物理一轮复习 第15章 选考部分 第55课时 光的折射和全反射学案.doc

第55课时　光的折射和全反射 考点1　折射定律及折射率的应用 1．光的折射 光从一种介质斜射入另一种介质时，(传播方向会改变，这种现象叫做光的折射。 2．入射角与折射角的定性关系 入射角：入射光线与法线间的夹角，一般用i表示。 折射角：折射光线与法线间的夹角，一般用r表示。 实验表明：当入射角变化时(折射角随着改变。 3．斯涅耳定律(折射定律) 入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数，即＝n。 4．折射率 (1)定义 光从(真空射入某种介质发生折射时，入射角i的正弦与折射角r的(正弦之比，用n表示。 (2)定义式：n＝(。 (3)意义：介质的折射率反映了光在介质中的(偏折度。 (4)折射率与光速的关系 光在不同介质中的(传播速度不同，且都小于光在真空中的传播速度；某种介质的折射率，等于光在真空中的(速度与光在这种介质中的(速度之比，即n＝。 [例1]　(2017·株洲二模)某次探矿时发现一天然透明矿石，经测量其折射率n＝。人工打磨成球形后置于空气中(如图所示)，已知球半径R＝10 cm，MN是一条通过球心O的直线，单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，AB与MN间距为d＝5 cm，CD为出射光线，求： (1)光从B点传到C点的时间； (2)CD与MN所成的角α。 解析　光路图如图所示。 (1)设光线在B点界面的入射角与折射角分别为θ1、θ2。 由数学知识得 sinθ1＝＝＝，所以θ1＝45°， 由折射率n＝得sinθ2＝＝＝， 光在球体中传播的速度v＝， BC间的距离s＝2Rcosθ2， 则光线在球中传播的时间 t＝＝＝×10－9 s。 (2)设在C点折射角为β，根据光路可逆性得β＝θ1＝45° 由几何知识得 COP＝π－θ1－BOC＝180°－45°－120°＝15° 因α＋COP＝β，得α＝β－COP＝45°－15°＝30°。 答案　(1)×10－9 s　(2)30° 折射率公式n＝中，无论光是从真空射入介质，还是光从介质射入真空，i为真空中的大角，r为介质中的小角，即n1。 1．关于折射率，下列说法正确的是(　　) A．根据＝n可知，介质的折射率与入射角的正弦成正比 B．根据＝n可知，介质的折射率与折射角的正弦成反比 C．根据n＝可知，介质的折射率与介质中的光速成反比 D．同一频率的光由第一种介质进入第二种介质时，折射率与波长成正比 答案　C 解析　介质的折射率n由介质本身及光的频率决定，与入射角、折射角无关，A、B错误；光在不同介质中光速不同，这正是光发生折射的原因，n与v成反比，C正确；把v＝λf代入n＝得n＝，即n与λ成反比，D错误。 2．如图所示，一束光线从空气射入某介质，入射光线与反射光线夹角为90°，折射光线与入射光线延长线间夹角θ为15°，求： (1)该介质的折射率； (2)光在该介质中传播的速度。 答案　(1)　(2)2.12×108 m/s 解析　(1)由反射定律可知α＝β，由于α＋β＝90°，故入射角α＝45°；由图可知r＋θ＝α＝45°，由于θ＝15°，故折射角r＝30°，所以该介质的折射率n＝＝＝。 (2)由折射率与速度的关系n＝得 v＝＝ m/s≈2.12×108 m/s。 3．(人教版选修3－4 P47例题改编)人站在距槽边D为L＝1.2 m处，刚好能看到槽底B的位置，人眼距地面的高度为H＝1.6 m。槽中注满某透明液体时，人刚好能看到槽中央O点处。求液体的折射率及光在液体中的传播速度。 答案　1.71　1.75×108 m/s 解析　 由题意作图如图所示，连接人眼与B点，延长CD作为法线，从图中可以看出，折射角θ2＝CDB。连接D与O点，则入射角θ1＝CDO。因为sinθ2＝＝，又因为sinθ1＝＝，由sinθ2＝＝＝，得BD＝OC，CD＝，代入得CD＝OC，所以sinθ1＝＝。故液体的折射率n＝＝≈1.71，光在液体中的速度为v＝≈1.75×108 m/s。 考点2　　光的全反射及应用 1．发生全反射的条件 (1)光必须从(光密介质射入(光疏介质，例如从水中或玻璃中射入空气中。 (2)(入射角必须(大于或等于临界角。 2．临界角：折射角等于(90°时的入射角。若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，则sinC＝(。 3．全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐(增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角(等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了(全反射。 注意：(1)光密介质不是指密度大的介质，而是指折射率较大的介质，折射率的大小与介质的密度无关。 (2)无论是应用折射定律，还是应用全反射分析问题，都应准确作出光路图，个别问题还要注意找出符合边界条件或恰好发生全反射的对