反射,折射习题课(复习)[公开课类]

第7课时光的折射全反射（习题课）姓名学号班级【自主学习】一、棱镜（1）棱镜对光线的作用让一束单色光从空气射向玻璃棱镜的一个侧面，经过两次折射而从另一侧面射出时，将向棱镜的底边方向偏折.如图2－1－2所示.①两次折射后，后来的传播方向和原来传播方向间的夹角θ即为偏折角.②在入射角相同的情况下，偏折角度θ跟棱镜材料的折射率有关，折射率越大，偏折角越大.③光线通过三棱镜后向底面偏折，通过三棱镜看物体，看到的是物体的虚像，向棱镜的顶端方向偏移，如图所示.二、全反射棱镜横截面是等腰直角三角形的棱镜，它在光学仪器里，常用来代替平面镜，改变光的传播方向，如图所示，其能量损失更小，效果更好.①如图（a）所示，光线垂直AB面射入，光线在AC面发生全反射，光线方向改变了90°.②如图（b）所示，光线垂直AC面射入，光线在AB、BC面发生全反射，光线方向改变180°.③如图（c）所示，光线平行AC面射入，光线在AC面发生全反射，射出后方向不变，发生侧移.三、光的色散①定义：白光通过三棱镜后，在光屏上形成一条彩色光带——光谱，这就是光的色散，如图所示，光谱中红光在最上端，紫光在最下端，中间是橙、黄、绿、蓝、靛等色光.②光的色散现象说明白光是复色光，是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫7种单色光组成.③光的色散现象表明，各种色光通过棱镜红光偏折最小，紫光偏折最大.④同一种介质对不同色光的折射率n 不同，对红光的折射率最小，对紫光的折射率最大.a.由n=v c可知，在同一种介质中，红光的光速大，紫光的光速小，但各种颜色的光在真空中光速都是3.0×108 m/s.b.sin C=n 1可知，在同一种介质中，红光发生全反射的临界角大，紫光的临界角小.【典型例题】【例1】：如图所示，置于空气中的一不透明容器内盛满某种透明液体.容器底部靠近器壁处有一竖直放置的6.0 cm 长的线光源.靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源.开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分.将线光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望远镜刚好可以看到线光源底端，再将线光源沿同一方向移动8.0 cm ，刚好可以看到其顶端.求此液体的折射率n.【例2】：据报道：2008年北京奥运会，光纤通信网覆盖了所有奥运场馆，为各项比赛提供安全可靠的通信服务.光纤通信利用光的全反射将大量信息高速传输，如图所示，一条圆柱形的光导纤维，长为L ，它的玻璃芯的折射率为n1，外层材料的折射率为n2，光在空气中的传播速度为c ，若光从它的一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为t ，则下列说法正确的是（图中所标的φ为全反射的临界角，其中sin φ=12n n ）（ ）A.n1＞n2，t=cnLn21B.n1＞n2，t=cnLn221C.n1＜n2，t=cnLn21D.n1＜n2，t=cnLn221【例3】：如图所示，abc为一全反射棱镜，它的横截面是等腰直角三角形，一束白光垂直入射到ac面上，在ab面上发生全反射.若光线入射点O的位置保持不变，改变光线的入射方向（不考虑自bc面反射的光线），则有（）A.使入射光线按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如果有光线射出ab面，则红光将首先射出B.使入射光线按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如果有光线射出ab面，则紫光将首先射出C.使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，红光将首先射出ab面D.使入射光按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，紫光将首先射出ab面【随堂巩固】1.如图所示，两块相同的玻璃等腰三棱镜ABC置于空气中，两者的AC面相互平行放置，由红光和蓝光组成的细光束平行于BC面从P点射入，通过两三棱镜后，变为从a、b两点射出的单色光，对于这两束单色光（）A.在玻璃中红光传播速度比蓝光的大B.从a点射出的为红光，从b点射出的为蓝光C.从a、b两点射出的单色光仍平行，且平行BC面D.从a、b两点射出的单色光仍平行，但不平行于BC面2.空气中两条光线a和b从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图所示.方框内有两个折射率n=1.5的玻璃全反射棱镜.图2－1－19中给出了两棱镜四种放置方式的示意图，其中能产生图2－1－18中效果的是（）3.一束光从空气射向折射率n=2的某种玻璃的表面，如图所示．θ1代表入射角，则（）A．当θ1＞45°时会发生全反射现象B．无论入射角θ1是多大，折射角θ2都不会超过45°C．当入射角θ1=45°时，折射角θ2=30°D．当θ1=60°时，反射光线与折射光线垂直4．在厚度为d，折射率为n的大玻璃板的下面，紧贴着一个半径为r的圆形发光面．为了从玻璃的上方看不见圆形发光面，可在玻璃板的上表面贴一块纸片，所贴纸片的最小面积为____________________.5. 某同学用如下方法测玻璃的折射率：先将平行玻璃砖固定在水平桌面的白纸上，画出两侧界面MN、PQ，在玻璃砖的一侧用激光照射，在光源同侧且与MN平行的光屏上得到两光点A、B，两光线的位置如图所示.测得入射光线与界面的夹角θ1为30°，光屏上两光点之间的距离L=3.0 cm，玻璃砖的厚度h=2.0 cm，求玻璃的折射率.。

习题课:光的折射和全反射课后篇巩固提升必备知识基础练1.(2021青海高二期末)在桌面上有一倒立的玻璃圆锥,其顶点恰好与桌面接触,圆锥的轴与桌面垂直,过轴线的截面为等边三角形,如图所示。

有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合。

已知玻璃的折射率为1.5,则光束在桌面上形成的光斑半径为()A.rB.1.5rC.2rD.2.5r图所示,玻璃的折射率为1.5,可得临界角小于45°。

在CB面上,由于入射角等于零,所以折射角也是零,因此折射光线不发生偏折。

在O点,由于入射角等于60°。

所以会发生光的全反射,反射光线恰好垂直射出。

因为ON等于r,故OA等于2r,由于∠MOA=∠AMO=30°,所以AM等于2r,故选C。

2.如图所示,某同学利用方格坐标纸测量半圆形玻璃砖的折射率,OA是画在纸上的直线,他在直线OA 的适当位置先后竖直插上P1、P2两枚大头针,按图所示放上玻璃砖,然后插上P3、P4大头针。

(1)其中他确定P3大头针位置的方法应是。

(2)若该同学实验操作规范准确,其记录的情况如图所示。

该同学还用圆规做了一个以O 为圆心,半径与玻璃砖相同的半圆(如图中虚线所示)。

请算出玻璃砖的折射率n= 。

透过玻璃砖看,使P 3大头针挡住P 1、P 2两枚大头针的像,就可以确定P 3在折射光线上。

(2)如图所示,光从玻璃射入空气的入射角为θ1=∠BOC ,折射角为θ2=∠DOE ,根据光路可逆性和折射定律可得玻璃的折射率为n=sin θ2sin θ1,设半圆玻璃砖的半径为R ,由几何知识可得sin θ1=BCR,sin θ2=DER ,从图中可以看出DEBC =64,代入数据联立得n=1.5。

透过玻璃砖看,使P 3大头针挡住P 1、P 2两枚大头针的像 (2)1.53.如图所示,扇形AOB 为透明柱状介质的横截面,圆心角∠AOB=60°。

光的折射、全反射练习题（一）1.现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成，夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目。

这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，如图所示，反光膜内均匀分布着直径为10μm的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为3，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射→反射→再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射的入射角应是( )A．15° B．30°C．45° D．60°2.三种介质I、II、III的折射率分别为n1、n2和n3，且n1＞n2＞n3，则（）A．光线由介质I入射II有可能发生全反射B．光线由介质I入射III有可能发生全反射C．光线由介质III入射I有可能发生全反射D．光线由介质II入射I有可能发生全反射3.一条光线在三种介质的平行界面上反射或折射的情况如图所示，若光在 I、II、III三种介质中的速度分别为v1、v2和v3，则( )A．v1＞v2＞v3 B．v1＜v2＜v3C．v1＞v3＞v2 D．v1＜v3＜v24．一束光穿过介质1、2、3时，光路如图所示，则 ( )A．介质1的折射率最大B．介质2是光密介质C．光在介质2中的速度最大D．当入射角由45°逐渐增大时，在1、2分界面上可能发生全反射5.如图，MN是一条通过透明球体球心的直线．一单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，若出射光线CD与MN的交点P到球心O的距离是球半径的3倍，且与MN所成的角α＝30°.求：透明球体的折射率．6. 一半径为R的1/4球体放置在水平桌面上，球体由折射率为3的透明材料制成．现有一束位于过球心O的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖直表面射出，如图所示．已知入射光线与桌面的距离为3R/2，求出射角θⅡⅢ7.折射率为3的玻璃球，被一束光照射.若入射角i为60°，则在入射点O处反射光和折射光的夹角为________.(如图甲所示)图甲图乙8.如图乙所示，一束波长为0.40 μm的紫光，从空气中垂直三棱镜的AB面入射，从AC面射出方向如图所示，则玻璃对紫光的折射率n=_______，紫光在玻璃中的传播速度v=_______m/s，紫光在玻璃中的波长λ=________ m.9. 半径为R的玻璃半圆柱体，横截面积如图所示，圆心为O，两条平行单色红光，沿截面积射向圆柱面，方向与底面垂直，光线1的入射点A为圆柱面的顶点，光线2的入射点为B，∠AOB=60°，已知该玻璃对红光折射率n。

光的反射和折射复习教案（一）光的直线传播：1. 光在同种均匀介质中沿直线传播，真空中传播速度c=3.0×108m/s ，介质中传播速度v cn n =()为介质折射率。

2. 几何光学是以光的直进为基础，通过几何作图的方法研究光具对光路的控制作用及成像规律，主要讨论光的反射、折射及所产生的光学现象。

3. 影由于光的直线传播、当光遇到不透明物体时，物体向光的表面被照明，在背光面的后方形成一个光线照不到的黑暗区域，形成影。

（1）影分本影和半影：若光源为非点光源时，将形成本影和半影。

本影：光源的光线完全照不到的区域。

半影：光源的一部分光线照射的区域。

4. 光传播到两种介质的分界面上，一部分光返回原介质中，并且改变传播方向，这种现象称为光的反射；一部分光进入另一种介质中，并且改变了原来的传播方向，这种现象叫光的折射。

（二）光的反射1. 反射定律：反射光线跟入射光线、法线在同一平面内，反射光与入射光分别位于法线两侧，反射角等于入射角。

2. 平面镜控制光路及平面镜成像。

（三）光的折射1. 折射定律：折射光线跟入射光线、法线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧，入射角的正弦和折射角的正弦之比为一常数，即，也叫斯涅n ir=sin sin 尔定律。

2. 折射率：（n ）光从真空射入某种介质发生折射的时候，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的折射率，。

n n ir =sin sin某种介质的折射率，等于光在真空中的速度c 跟光在这种介质中的速度v 之比：n c v =.3. 不同折射率的介质相比较，折射率大的叫光密介质，折射率小的叫光疏介质。

【典型例题】例1. 关于日食和月食，下列说法中正确的是（ ） A. 在月球的本影区里能看到日全食 B. 在月球的半影区里能看到日偏食C. 在月球进入地球的半影区时，可看到月偏食D. 在月球全部进入地球的本影区时，可看到月全食解析：本题应理解光直线传播形成影的原理。