光的折射
一、知识点梳理
1． 光的反射定律：光从一种介质射到另一种介质的分界面时发生反射。反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光分别位于法线的两侧。
2． 光的折射现象，光的折射定律：折射光线与入射光线、法线处于同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
注意两角三线的含义
折射率 （光线从介质Ⅰ——介质Ⅱ）
12sinsinvvrin＝＝
折射现象的光路可逆性
3．折射率：入射角的正弦与折射角的正弦的比。
（1）折射率的物理意义：表示介质折射光的本领大小的物理量
（2）折射率大小的决定因素——介质、光源(频率)
在其它介质中的速度vcn，式中n为介质的折射率，n>1，故v
注意：
（1）介质的折射率rinsinsin＝是反映介质光学性质的物理量，它的大小由介质本身决定，同时光的频率越高，折射率越大，而与入射角、折射角的大小无关。
（2）某一频率的光在不同介质中传播时,频率不变但折射率不同,所以光速不同,波长也不同(与机械波相同);不同频率的光在同一介质中传播时,折射率不同,所以光速不同,波长也不同(与机械波的区别).频率越高，折射率越大。
4．折射时的色散：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫光的色散。
（1）光通过棱镜时将向棱镜的横截面的底边方向偏折
（2）通过棱镜成像偏向顶点
（3）实验表面，一束白光进入棱镜而被折射后，在屏上的光斑是彩色的，
说明光在折射时发生了色散。
（4）光的色散规律：红光通过棱镜后偏折的程度比其他颜色的光的要小，
而紫光的偏折程度比其他颜色的光要大。
说明透明物质对于波长不同的光的折射率是不同的。波长越长，折射
率越小。
5．应用（一般方法）：分析光的折射时，一般需作出光路图，以便应用折射规律及光路图中提供的几何关系来解答。
在实际应用中，常见方法是：①三角形边角关系法；②近似法，即利用小角度时，θ≈tanθ≈sinθⅠ
第 1 页 共 1 页 第3课时 光的折射 全反射
考纲解读 1.理解折射率的概念，掌握光的折射定律.2.掌握全反射的条件，会进行有关简单的计算．
1．[折射定律的应用]观察者看见太阳从地平线升起时，下列关于太阳位置的叙述中正确的是 ( )
A．太阳位于地平线之上
B．太阳位于地平线之下
C．太阳恰位于地平线
D．大气密度不知，无法判断
答案 B
解析 太阳光由地球大气层外的真空射入大气层时要发生折射，根据折射定律，折射角小于入射角，折射光线进入观察者的眼睛，观察者认为光线来自它的反向延长线．这样使得太阳的实际位置比观察者看见的太阳位置偏低．
2．[折射定律与折射率的理解和应用]如图1所示，光线以入射角θ1从空气射向折射率n＝2的玻璃表面．
图1
(1)当入射角θ1＝45°时，求反射光线与折射光线间的夹角θ.
(2)当入射角θ1为何值时，反射光线与折射光线间的夹角θ＝90°？
答案 (1)105° (2)arctan 2
解析 (1)设折射角为θ2，由折射定律sin θ1sin θ2＝n得sin θ2＝sin θ1n＝sin 45°2＝12，所以，θ2＝30°.
因为θ1′＝θ1＝45°，所以θ＝180°－45°－30°＝105°.
(2)因为θ1′＋θ2＝90°，所以，sin θ2＝sin (90°－θ1′)＝cos θ1′＝cos θ1
由折射定律得tan θ1＝2，θ1＝arctan 2.
第 2 页 共 2 页 3．[全反射问题分析]很多公园的水池底都装有彩灯，当一束由红、蓝两色光组成的灯光从水中斜射向空气时，关于光在水面可能发生的反射和折射现象，下列光路图中正确的是
(
)
答案 C
解析 红光、蓝光都要发生反射，红光的折射率较小，所以蓝光发生全反射的临界角较红光小，蓝光发生全反射时，红光不一定发生，故只有C正确．
光的反射、折射、全反射
【学习目标】
1．通过实例分析掌握光的反射定律与光的折射定律．
2．理解折射率的定义及其与光速的关系．
3．学会用光的折射、反射定律来处理有关问题．
4．知道光疏介质、光密介质、全反射、临界角的概念．
5．能判定是否发生全反射，并能分析解决有关问题．
6．了解全反射棱镜和光导纤维．
7．明确测定玻璃砖的折射率的原理．
8．知道测定玻璃砖的折射率的操作步骤．
9．会进行实验数据的处理和误差分析．
【要点梳理】
要点一、光的反射和折射
1．光的反射现象和折射现象
如图所示，当光线入射AO到两种介质的分界面上时，一部分光被反射回原来的介质，即反射光线OB，这种现象叫做光的反射．另一部分光进入第二种介质，并改变了原来的传播方向，即光线OC，这种现象叫做光的折射现象，光线OC称为折射光线．折射光线与法线的夹角称为折射角（2）．
2．反射定律
反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角．
3．折射定律
（1）内容：折射光线跟入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧．入射角的正弦跟折射角的正弦成正比．即12sinsin常数．如图所示．
也可以用sinsininr的数学公式表达，n为比例常数．这就是光的折射定律．
（2）对折射定律的理解：
①注意光线偏折的方向：如果光线从折射率（1n）小的介质射向折射率（2n）大的介质，折射光线向法线偏折，入射角大于折射角，并且随着入射角的增大（减小）折射角也会增大（减小）；如果光线从折射率大的介质射向折射率小的介质，折射光线偏离法线，入射角小于折射角，并且随着入射角的增大（减小）折射角也会增大（减小）．
②折射光路是可逆的，如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的人射光线发生折射，定律中的公式就变为12sin1sinn，式中1、2分别为此时的入射角和折射角．
12.3 光的折射 全反射
1．华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之
父”．光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图12-3-1
所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．下列关于光导纤维的
说法中正确的是( )．
图12-3-1
A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全
反射
B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全
反射
C．波长越短的光在光纤中传播的速度越大
D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大
解析 光纤内芯比外套折射率大，在内芯与外套的界面上发生全反射，
A对、B错；频率大的光波长短，折射率大，在光纤中传播速度小，C、
D错．选A.本题容易．
答案 A
2. 市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处
产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆，商店等处，这种灯
降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀了一层薄膜(例如氟化镁)，这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应
最显著的红外线。 以λ表示此红外线的波长，则所镀薄膜的厚度最小
应为：
A.λ/8 B.λ/4 C.λ/2 D.λ
解析 若使膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应，即让膜
的前后两表面反射光叠加作用减弱,为减小反射的热效应显著的红外
线，则要求红外线在薄膜的前后表面反射后叠加作用减弱，即光程差为
半波长的奇数倍，故膜的最小厚度为红外线在该膜中波长的1/4。
答案 B
3．如图12-3-2所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内
圆半径为r，外圆半径为R，R＝r.现有一束单色光垂直于水平端面A射入
透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出．设透明柱体的
折射率为n，光在透明柱体内传播的时间为t，若真空中的光速为c，则
( )．
图12-3-2
A．n可能为 B．n可能为2
C．t可能为 D．t可能为
解析 只经过两次全反射可知第一次入射角为45°，反射
