第一节 光的折射定律
一、光的反射定律：光在遇到障碍物发会发生反射，入射光线与反射面法线的夹角称为入射角，反射光线
与反射面法线的夹角称为反射角，如下图1所示。入射光线与反射光线遵循反射定律：反射光线与入
射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分别们于法线两侧，且反射角等于入射角。
图1 图2
二、光的折射定律：光从一种介质射入另一种介质时，传播方向改变的现象叫光的折射，如上图2所示。
满足折射定律：折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居在法线的两侧，
入射角的正弦与折射角的正弦成正比，满足以下公式：
n=sinθ1sinθ2
这个公式要注意几点：
a) θ1是在真空（或者空气）中的光线与法线的夹角，θ2是在介质中的光线与法线的角度。n>1叫介质的折
射率，所以θ1>θ2。即光从真空中射入介质中，角度变小，光从介质中射入真空中，角度变大。
b) n 是介质的因有属性，由介质本身和入射光的频率决定，与入射角，折射角都无关。
c) 对于同一种介质，入射角变大，折射角也变大。
d) 对于同一个入射角，折射率变大，折射角越小，传播方向改变地越多，所以折射率的本质是改变光的传
播线路的能力。
e) 光路是可逆的，如果让光逆着折射光线从玻璃中射向界面，折射光线也逆着入射光线射向空气。
f) 光折射时，都伴随着反射现象，但是反射时不一定伴随着折射现象。
例1、假设某种材料的玻璃对空气的折射率为 2，一束光从空气从以45o角射入该玻璃中，则反射角为_____，折射角为______，入射光线与反射光线间我角度为______，反射光线与折射光线之间的角度为______。若
一束光以30o角从该玻璃射入空气中，则反射角为______，折射角为_____，入射光线与反射光线的角度为
_____，反射光线与折射光线的角度为______。（要求画出光路图）
例2、两束光以相同的入射角60o从空气中射入A、B两种不同折射率的玻璃中，已知A玻璃对空气的折射
高中物理选修3-4第十三章----光-总结及练习 高中物理选修3-4第十三章知识点总结及练习
第十三章 光
第一节光的反射和折射
知识点1光的折射定律 折射率
1）光的折射定律
①入射角、反射角、折射角都是各自光线与法线的夹角！
②表达式：2211sinsinnn
③在光的折射现象中，光路也是可逆的
2）折射率
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，叫做这种介质的绝对折射率，用符号n表示
sinsinn大小
n是反映介质光学性质的一个物理量，n越大，表明光线偏折越厉害。发生折射的原因是光在不同介质中，速度不同
例题：光在某介质中的传播速度是2.122×108m/s，当光线以30°入射角，由该介质射入空气时，折射角为多少？
解：由介质的折射率与光速的关系得
又根据介质折射率的定义式得
r为在空气中光线、法线间的夹角即为所求．i为在介质中光线与法线间的夹角30°．
由(1)、(2)两式解得：
所以r=45°．
白光通过三棱镜时，会分解出各种色光，在屏上形成红→紫的彩色光带（注意：不同介质中，光的频率不变。）
练习：1、如图所示，平面镜AB水平放置，入射光线PO与AB夹角为30°，当AB转过20°角至A′B′位置时，下列说法正确的是 ( )
A．入射角等于50°
B．入射光线与反射光线的夹角为80° cnv C．反射光线与平面镜的夹角为40°
D．反射光线与AB的夹角为60°
2、一束光从空气射入某种透明液体，入射角40°，在界面上光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线与折射光线的夹角是 ( )
A．小于40° B．在40°与50°之间
C．大于140° D．在100°与140°与间
1 13.2全反射
物理核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面构成。
教学目标
（一）物理观念
观察激光在水中的全反射现象
1、让光线透过杯壁射入水中
2、用木杆作为接收屏，改变入射角度 观察全反射现象
分组实验2：玻璃砖中的全反射
1、引导学生认识仪器
2、明确实验目的
3、讲解实验原理
4、总结实验过程
光密介质和光疏介质
1.概念：两种介质比较，折射率大的介质是光密介质，折射率较小的介质是光疏介质。
观察下表中给出的8中不同的介质，请大家思考，哪一种是光疏介质？哪一种是光密介质？你判断光疏介质与光密介质的依据是什么？
8中不同介质的折射率
金刚石 2.42
二硫化碳 1.63
玻璃 1.5～1.9
水晶 1.55 岩盐 1.55
酒精 1.36
水 1.33
空气 1.00028
2.理解
（1）光密介质与光疏介质是相对而言的；
（2）判断光密介质与光疏介质的依据是介质的折射率与其他因素无关；
设问：我们知道介质的折射率反映了光在介质中运动速度的快慢，请问大家光在光密介质中运动的快，还是在光疏介质中运动的快？
vcn，n小，v大；n大，v小。
（3）折射率的大小反映了光在介质中传播的速度大小。折射率大的介质就是光在其中传播速度小的介质，折射率小的介质就是光在其中传播速度大的介质。
设问：有了光密介质和光疏介质的概念，我们如何定义全反射呢？
二、全反射
1、实验现象
2
2、全反射定义
当光从光密介质射入光疏介质时，如果入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光的光学现象
第十三章 7 全反射
全反射
不同介质的折射率不同，我们把折射率较小的介质称为光疏介质（optically thinner
medium），折射率较大的介质称为光密介质（optically denser medium）。光疏介质与光密介质是相对的，例如水、水晶和金刚石三种物质相比较，水晶对水来说是光密介质，对金刚石来说则是光疏介质。从关系式n＝cv 可以知道，光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的传播速度小。
根据折射定律，光由光疏介质射入光密介质（例如由空气射入水）时，折射角小于入射角；光由光密介质射入光疏介质（例如由水射入空气）时，折射角大于入射角。
前面学习光的折射时，我们只研究了光从真空（空气）射入介质和从介质射入真空（空气）的情形，没有深入讨论光在两种介质之间传播时（例如光从玻璃射入水中）的折射情况。但是，在学习惠更斯原理时对于这类情况做了分析。
思考与讨论
既然光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，可以预料，当入射角增大到一定程度，但还没有达到90°时，折射角就会增大到90°。如果入射角再增大，会出现什么现象？画几张草图可能有助于思考。
演示
如图13.7-1所示，让光沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直的边上，在这个边与空气的界面上会发生反射和折射。逐渐增大入射角，观察反射光线和折射光线的变化。
当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射。如果入射角逐渐增大，折射光离法线会越来越远，而且越来越弱，反射光却越来越强。当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射（total reflection），这时的入射角叫做临界角（critical angle）。
当光从光密介质射入光疏介质时，如果入射角等于或大于临界角，就会发生全反射现象。
思考与讨论
不同的介质，由于折射率不同，在空气中发生全反射的临界角是不一样的。请大家计算图13.7-1 观察全反射现象
