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(共34張PPT)
第十三章
光　學
第1講　光的折射　全反射
1.理解折射率的概念,掌握光的折射定律,并能解決實際問題。2.掌握發生全反射的條件并會用全反射的條件解釋現象和進行相關計算。

考點1　折射定律　折射率
改變
同一平面
法線


真空
某種介質
正弦

頻率
無關
無關

真空
該介質


(4)折射率的大小不僅與介質本身有關,還與光的頻率有關。同一種介質中,頻率越大的色光折射率越大,傳播速度越小。
(5)同一種色光,在不同介質中雖然波速、波長不同,但頻率相同。
2.光路的可逆性。
在光的折射現象中,光路是可逆的。如果讓光線逆著原來的折射光線射到界面上,光線就會逆著原來的入射光線發生折射。
【典例1】　(2023·江蘇卷)地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增大,太陽光斜射向地面的過程中會發生彎曲。下列光路圖中能描述該現象的是(　　)

答案　A
【典例2】　某同學打算用激光燈測量一透明亞克力平板的折射率,如圖所示,激光燈固定在水平桌面上方高h=40 cm處,激光打到桌面上的A點,將透明亞克力平板豎直放置在桌面上時,激光打到桌面上的B點,該同學測出平板的厚度為d=3.6 cm,OA間的距離為L1=30 cm,AB間的距離為L2=1.575 cm,真空中光速為c=3×108 m/s。求:
(1)該平板對該激光的折射率;
(2)放上平板后光從射出至打到桌面上所用的時間。





平行玻璃磚、三棱鏡、圓柱體(球)對光路的控制作用
平行玻璃磚 三棱鏡 圓柱體(球)
對光線的作用 通過平行玻璃磚的光線不改變傳播方向,但要發生側移 通過三棱鏡的光線經兩次折射后,出射光線向棱鏡底面偏折
圓界面的法線是過圓心的直線,光線經過兩次折射后向圓心偏折
1.光密介質與光疏介質。
考點2　全反射
介質 光密介質 光疏介質
折射率 大 小
光速 小 大
相對性 若n甲>n乙,則甲相對乙是光密介質; 若n甲3.光導纖維。
光導纖維的原理是利用光的全反射(如圖)。
(1)某種介質相對一種介質是光密介質,但相對其他介質可能是光疏介質( )
(2)只要入射角足夠大,就能發生全反射( )
(3)光導纖維內芯的折射率大于外層介質的折射率( )
分析光的全反射問題的思路。
(1)判斷光線是從光疏介質進入光密介質還是從光密介質進入光疏介
質。
(2)判斷入射角是否大于或等于臨界角,明確是否會發生全反射現象。
(3)畫出反射、折射或全反射的光路圖,必要時還可應用光路的可逆原理畫出光路圖,然后結合幾何知識推斷和求解相關問題。


答案　C



答案　C

考點3　光的折射和全反射的綜合應用
解析　如圖甲所示,設從D點入射的光線經折射后恰好射向C點,光在AB邊上的入射角為θ1,折射角為θ2,由折射定律有sin θ1=nsin θ2,①
設從DB范圍入射的光折射后在BC邊上的入射角為θ',由幾何關系可知
θ'=30°+θ2,②
由①②式并代入題給數據得θ2=30°,③
nsin θ'>1,④
所以,從DB范圍入射的光折射后在BC邊上發生全反射,反射光線垂直射到AC邊,AC邊上全部有光射出。

答案　2
考向2　光在球形玻璃磚中的折射和全反射問題
【典例6】　如圖所示,圓心為O的半圓形玻璃磚半徑為R,A為半圓形玻璃磚平面上的一點,一束單色光以θ=60°的入射角從A點射入玻璃磚,光線經過玻璃磚2次折射,從玻璃磚圓表面離開的光線相對于最初的入射光線發生了側移,但傳播方向未變。若入射光線從A點垂直于半圓形玻璃磚平面入射,則第一次射到玻璃磚圓表面光線恰好不能從玻璃磚射出。求:
(1)玻璃的折射率;
(2)光線發生側移的距離。

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