選修3-41.3光地折射全反射

1、(或空氣)時(shí)，入射角(3) 計(jì)算公式：(4) 當(dāng)光從真空第3課時(shí)光的折射全反射考綱解讀1.理解折射率的概念，掌握光的折射定律.2掌握全反射的條件，會(huì)進(jìn)行有關(guān)簡(jiǎn)單的計(jì)算.【基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備】1 折射現(xiàn)象光從一種介質(zhì)斜射進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)傳播方向改變的現(xiàn)象.2 折射定律內(nèi)容：如圖3所示，折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入 射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比._sin 9i(2) 表達(dá)式：=n.sin 02(3) 在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的.3.折射率(1) 折射率是一個(gè)反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)的物理量.sin 0i(2) 定義式：n =.sin 02cn=_,因?yàn)?/p>

2、v<c,所以任何介質(zhì)的折射率都大于1v_(或空氣)射入某種介質(zhì)時(shí)，入射角大于折射角；當(dāng)光由介質(zhì)射入真空小于折射角.4 .全反射現(xiàn)象(1) 條件： 光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì). 入射角大于或等于臨界角.(2) 現(xiàn)象：折射光完全消失，只剩下反射光.15. 臨界角：折射角等于 90。時(shí)的入射角，用C表示，sin C = -.n6. 光的色散(1) 光的色散現(xiàn)象：含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象.(2) 光譜：含有多種顏色的光被分解后，各種色光按其波長(zhǎng)的有序排列.(3) 光的色散現(xiàn)象說(shuō)明： 白光為復(fù)色光； 同一介質(zhì)對(duì)不同色光的折射率不同，頻率越大的色光折射率越大； 不同色光在同一介質(zhì)中的傳播速

3、度不同，波長(zhǎng)越短，波速越慢. (4) 棱鏡 含義：截面是三型的玻璃儀器，可以使光發(fā)生色散，白光的色散表明各色光在同一介質(zhì)中的折射 率不同. 三棱鏡對(duì)光線的作用：改變光的傳播方向，使復(fù)色光發(fā)生色散.【考點(diǎn)梳理：考點(diǎn)一折射定律的理解與應(yīng)用解決光的折射問(wèn)題的一般方法：(1) 根據(jù)題意畫出正確的光路圖.(2) 利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系，確定入射角和折射角.(3) 利用折射定律建立方程進(jìn)行求解.例1如圖5所示，ABCD為一直角梯形棱鏡的截面，/ C= 60 °,P為垂直于直線 BC的光屏，現(xiàn)用一寬度等于2AB邊的單色平行光束垂直射向AB面，經(jīng)棱鏡折射后在屏P上形成寬度等于3ab的一條

4、光帶，求棱鏡的折射率.解析 光路圖如圖所示，根據(jù)題意有 2 161 = °2= 30 °，F(xiàn)C = 3 AB 則 EF = 3 AB根據(jù)幾何關(guān)系有DE = CE tan 30在ADEF 中，tan=AB tanEF63 =DE，解得63=30，解得n =3,答案由折射定律可得sin62+63n =sin 61突破訓(xùn)練1如圖6所示，在坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)有一橫截面為四分之一圓周的柱狀玻璃體OPQ , OP = OQ = R, 一R束單色光垂直 0P面射入玻璃體，在 0P面上的入射點(diǎn)為 A，OA = 一，此單色光通過(guò)玻璃體后沿 BD方 2向射出，且與x軸交于D點(diǎn)，0D = ,；3

5、R,求該玻璃的折射率.答案 3解析作光路圖如圖所示.0A 1在PQ面上的入射角sin " = 0b = 2，= 30sin 9關(guān)系可得92= 60 °折射率nsin 9i由幾何考點(diǎn)二全反射現(xiàn)象的理解與應(yīng)用1 在光的反射和全反射現(xiàn)象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的.2 當(dāng)光射到兩種介質(zhì)的界面上時(shí)，往往同時(shí)發(fā)生光的折射和反射現(xiàn)象，但在全反射現(xiàn)象中，只發(fā)生反射,不發(fā)生折射當(dāng)折射角等于 90。時(shí)，實(shí)際上就已經(jīng)沒有折射光了.3 全反射現(xiàn)象可以從能量的角度去理解：當(dāng)光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，在入射角逐漸增大的過(guò)程中， 反射光的能量逐漸增強(qiáng)， 折射光的能量逐漸減弱， 當(dāng)入射角等于

6、臨界角時(shí)， 折射光的能量已經(jīng)減弱為零, 這時(shí)就發(fā)生了全反射.如圖7所示為用某種透明材料制成的一塊柱形棱鏡的截面圖，圓弧CD為半徑為R的四分之一的圓周，圓心為O,光線從AB面上的某點(diǎn)入射，入射角01 = 45。，它進(jìn)入棱鏡后恰好以臨界角射在 BC面上的O點(diǎn).(1) 畫出光線由AB面進(jìn)入棱鏡且從 CD弧面射出的光路圖；(2) 求該棱鏡的折射率 n;求光線在該棱鏡中傳播的速度大小v(已知光在空氣中的傳播速度 c= 3.0 X108 m/s) 解析(1)光路圖如圖所示.(2)光線在BC面上恰好發(fā)生全反射，入射角等于臨界角C,sin C= , cos光線在AB界面上發(fā)生折射，折射角02 = 90

7、76;-C,由幾何關(guān)系得 sin 02= cos C,由折sin9i射定律得n =sin62由以上幾式聯(lián)立解得2c(3)光速v =n6 X108 m/s 答案(1)見解析圖念2(3)6 X10 8 m/s突破訓(xùn)練2為測(cè)量一塊等腰直角三棱鏡ABD的折射率，用一束激光沿平行于 BD邊的方向射向直角邊 AB邊，如圖8所示.激光束進(jìn)入棱鏡后射到另一直角邊AD邊時(shí)，剛好能發(fā)生全反射該棱鏡的折射率為多少?解析作出法線如圖所示1n = sin C，C+ r = 90sin 45即 廠cos C1sin C解得圖8圖9圖10圖11考點(diǎn)三光路控制問(wèn)題分析1 .玻璃磚對(duì)光路的控制兩平面平行的玻璃磚，出射光線和入射

8、光線平行，且光線發(fā)生了側(cè)移，如圖9所示.2 .三棱鏡對(duì)光路的控制(1) 光密三棱鏡：光線兩次折射均向底面偏折，偏折角為&如圖10所示.(2) 光疏三棱鏡：光線兩次折射均向頂角偏折.(3) 全反射棱鏡(等腰直角棱鏡)，如圖11所示. 當(dāng)光線從一直角邊垂直射入時(shí)，在斜邊發(fā)生全反射，從另一直角邊垂直射出(如圖11甲). 當(dāng)光線垂直于斜邊射入時(shí)，在兩直角邊發(fā)生全反射后又垂直于斜邊射出(如圖11乙)，入射光線和出射光線互相平行.特別提醒 不同顏色的光的頻率不同，在同一種介質(zhì)中的折射率、光速也不同，發(fā)生全反射現(xiàn)象的臨界角也不同.例3如圖12所示，MNPQ是一塊截面為正方形的玻璃磚，正方形的邊長(zhǎng)為3

9、0 cm，有一束很強(qiáng)的細(xì)光束 AB射到玻璃磚的MQ面上，入射點(diǎn)為 B,該光束從B點(diǎn)進(jìn)入玻璃磚后再經(jīng) QP面反射沿DC方向射出其中 B為MQ 的中點(diǎn)，/ ABM = 30 °,PD = 7.5 cm，/CDN = 30。試在原圖上準(zhǔn)確畫出該光束在玻璃磚內(nèi)的光路圖，并求 出該玻璃磚的折射率.解析 找出B點(diǎn)關(guān)于界面QP的對(duì)稱點(diǎn)E,連接ED交QP于F點(diǎn)，即光束在F點(diǎn)發(fā)生反射，所以其光路圖如圖所示.由幾何關(guān)系得 DP + QEDE= 302+ 15 + 7.5 2 cm = 37.5 cm sin 02 = 0.6WDEsin 0i由折射定律得n = sin % = 1.44.答案見解析圖1.

10、44圖12圖13圖14圖15突破訓(xùn)練3BC方向入射,D點(diǎn)射出已如圖13是透明圓柱介質(zhì)的橫截面，C、D為圓上兩點(diǎn)一束單色光沿知/COD = 90 ° ,zBCO= 120 °(1) 求介質(zhì)的折射率；(2) 改變/BCO的大小，能否在介質(zhì)的內(nèi)表面發(fā)生全反射？sin a 6sin 32答案 (1) 2不能解析 作出光路圖如圖，由幾何關(guān)系知a= 60 ° , 3= 45 °折射率n =(2)由光路可逆可知，光不可能在介質(zhì)內(nèi)表面發(fā)生全反射.、學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)：平行板玻璃磚模型的分析如圖14所示，兩塊相同的玻璃等腰三棱鏡 ABC置于空氣中，兩者的 AC面相互平行放置，由

11、紅光和藍(lán)光組 成的細(xì)光束平行于 BC面從P點(diǎn)射入，通過(guò)兩棱鏡后，變?yōu)閺?a、b兩點(diǎn)射出的單色光，對(duì)于這兩束單A .紅光在玻璃中傳播速度比藍(lán)光大C.從a、b兩點(diǎn)射出的單色光不平行解析 由玻璃對(duì)藍(lán)光的折射率較大，可知B.從a點(diǎn)射出的為紅光，從 b點(diǎn)射出的為藍(lán)光色光D .從a、b兩點(diǎn)射出的單色光仍平行，且平行于BCA選項(xiàng)正確.由偏折程度可知B選項(xiàng)正確.對(duì)于 C、D二選項(xiàng)，我們應(yīng)首先明白，除了題設(shè)給出的兩個(gè)三棱鏡外，二者之間又形成一個(gè)物理模型一一平行玻璃磚（不改變光的方向，只使光線發(fā)生側(cè)移 ）.中間平行部分只是使光發(fā)生了側(cè)移.略去側(cè)移 因素，整體來(lái)看，仍是一塊平行玻璃板， AB/BA所以出射光線仍平行

12、.作出光路圖如圖所示，可知光線 Pc在P點(diǎn)的折射角與光線 ea在a點(diǎn)的入射角相等，據(jù)光路可逆，則過(guò)a點(diǎn)的出射光線與過(guò) P點(diǎn)的入射光線平行.由此，D選項(xiàng)正確.答案ABD規(guī)律總結(jié)：平時(shí)碰到的兩面平行的玻璃磚往往是清清楚楚畫出來(lái)的，是“有形”的，其折射率大于周圍介 質(zhì)的折射率，這時(shí)光線的側(cè)移方向也是我們熟悉的.而該題中，未知介質(zhì)形成的兩面平行的“玻璃磚”并 未勾勒出來(lái)，倒是其兩側(cè)的介質(zhì) （三棱鏡）被清楚地勾勒出來(lái)了，而且前者的折射率未必大于后者.這就在一 定程度上掩蓋了兩面平行的“玻璃磚”的特征.因此我們不僅要熟悉光學(xué)元件的光學(xué)特征，而且要會(huì)靈活 地運(yùn)用，將新的情景轉(zhuǎn)化為我們熟知的模型.突破訓(xùn)練4頻

13、率不同的兩束單色光 1和2以相同的入射角從同一點(diǎn)射入一厚玻璃板后，其光路如圖15所示，下列說(shuō)法正確的是（）A .單色光1的波長(zhǎng)小于單色光 2的波長(zhǎng)B. 在玻璃中單色光1的傳播速度大于單色光 2的傳播速度C. 單色光1垂直通過(guò)玻璃板所需的時(shí)間小于單色光2垂直通過(guò)玻璃板所需的時(shí)間D .單色光1從玻璃到空氣的全反射臨界角小于單色光2從玻璃到空氣的全反射臨界角答案 AD解析 本題考查光的色散、 全反射現(xiàn)象、光速和折射率之間的關(guān)系等知識(shí)點(diǎn).由圖知單色光1在界面折射時(shí)的偏折程度大，則單色光1的折射率大，因此單色光 1的頻率大于單色光 2的頻率，那么單色c光1的波長(zhǎng)就小于單色光 2的波長(zhǎng)，A項(xiàng)對(duì)；由n=知，

14、折射率大的單色光 1在玻璃中傳播速度小，當(dāng)單v色光1、2垂直射入玻璃時(shí)，二者通過(guò)玻璃板的路程相等，此時(shí)單色光1通過(guò)玻璃板所需的時(shí)間大于單色光12的，B、C項(xiàng)都錯(cuò)；由sin C=及單色光1的折射率大知，D項(xiàng)對(duì).n三、基礎(chǔ)知識(shí)訓(xùn)練1 .折射定律的應(yīng)用觀察者看見太陽(yáng)從地平線升起時(shí)，關(guān)于太陽(yáng)位置的下列敘述中正確的是（）A 太陽(yáng)位于地平線之上B.太陽(yáng)位于地平線之下C.太陽(yáng)恰位于地平線D 大氣密度不知，無(wú)法判斷答案 B解析太陽(yáng)光由地球大氣層外的真空射入大氣層時(shí)要發(fā)生折射，根據(jù)折射定律，折射角小于入射角，折射光線進(jìn)入觀察者的眼睛，觀察者認(rèn)為光線來(lái)自它的反向延長(zhǎng)線.這樣使得太陽(yáng)的實(shí)際位置比觀察者看 見的太陽(yáng)位

15、置偏低.2 .折射定律與折射率的理解和應(yīng)用如圖1所示，光線以入射角 01從空氣射向折射率 n = " . 2的玻璃表面.（1）當(dāng)入射角01 = 45。時(shí)，求反射光線與折射光線間的夾角0.當(dāng)入射角01為何值時(shí)，反射光線與折射光線間的夾角0= 90 ° ?圖1答案 (1)105 ° (2)arctan 2解析sin 01（1）設(shè)折射角為0 2，由折射定律sin 02=門得Sinsin 0102 =nsin 4512，所以，02 = 30 °.因?yàn)?01'=01 = 45 °，所以 0=180 ° -45 ° -30 &#

16、176; =105，所以，sin 02 = sin (90-1 '= cos 01 '=eos 01 由折射定律得 tan 01 = 2, 0因?yàn)?1'+2 = 903.全反射問(wèn)題分析很多公園的水池底都裝有彩燈，當(dāng)一細(xì)束由紅、藍(lán)兩色組成的燈光從水中斜射向空氣時(shí)，關(guān)于光在水面可能發(fā)生的反射和折射現(xiàn)象，下列光路圖中正確的是（）答案 C解析 紅光、藍(lán)光都要發(fā)生反射，紅光的折射率較小，所以藍(lán)光發(fā)生全反射的臨界角較紅 光小，藍(lán)光發(fā)生全反射時(shí)，紅光不一定發(fā)生，故只有C正確.4 .光的色散現(xiàn)象分析(2011 大綱全國(guó)佝雨后太陽(yáng)光入射到水滴中發(fā)生色散而形成彩虹設(shè)水滴是球形的，圖2中的圓

17、代表水滴過(guò)球心的截面，入射光線在過(guò)此截面的平面內(nèi)，a、b、c、d代表四條不同顏色的出射光線，則它們可能依次是()A .紫光、黃光、藍(lán)光和紅光B.紫光、藍(lán)光、黃光和紅光C.紅光、藍(lán)光、黃光和紫光D .紅光、黃光、藍(lán)光和紫光答案 B解析 由可見光的折射率知，紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光的折射率依次增大，由題圖知 d折射率依次減小，故 A、C、D錯(cuò)，B對(duì).5 .光傳播路徑的確定方法如圖4所示是一種折射率 n = 1.5的棱鏡，現(xiàn)有一束光線沿 MN的方向射到棱鏡的AB界面上，入射角的正弦值為sin i = 0.75.求：(1) 光在棱鏡中傳播的速率；(2) 通過(guò)計(jì)算說(shuō)明此束光線射出棱鏡后的方向并

18、畫出光路圖(不考慮返回到 AB面上的光線).圖4答案見解析，光線射cC解析由n=得v = = 2 X108 m/s(2)設(shè)光線進(jìn)入棱鏡后的折射角為sin isin ir，由 =n ,得 sin r = 0.5 , r = 30sin rnvn到BC界面時(shí)的入射角ii = 90 °Y5 ° =451由于sin 45 ° ，所以光線在 BC邊發(fā)生全反射，光線沿 DE方向射出棱鏡后的方向與 AC邊垂直，光 n路圖如圖所示.方法提煉確定光線的方法1 先確定光線在界面上的入射點(diǎn)，然后再找光線通過(guò)的另外一個(gè)點(diǎn)，通過(guò)兩點(diǎn)確定光線.2 .根據(jù)折射定律計(jì)算折射角，確定折射光線.當(dāng)光

19、由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，應(yīng)注意是否發(fā)生全反射.四、咼考真題突破1 . （2012 天津理綜6）半圓形玻璃磚橫截面如圖16所示，AB為直徑，O點(diǎn)為圓心.在該截面內(nèi)有 a、b兩束單色可見光從空氣垂直于AB射入玻璃磚，兩入射點(diǎn)到 O的距離相等兩束光在半圓邊界上反射和折射的情況如圖所示，貝U a、b兩束光（）A. 在同種均勻介質(zhì)中傳播，a光的傳播速度較大B. 以相同的入射角從空氣斜射入水中，b光的折射角大C. 若a光照射某金屬表面能發(fā)生光電效應(yīng)，則b光也一定能D 分別通過(guò)同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰亮條紋間距大答案 ACD解析 由題圖可知，b光發(fā)生了全反射，a光沒有發(fā)生全反射，即 a光發(fā)生全反射的臨

20、界角Ca大于b1c光發(fā)生全反射的臨界角 Cb，根據(jù)sin C=，知a光的折射率較小，即 na< nb,根據(jù)n =，知va> vb,nvsin 91選項(xiàng)A正確；根據(jù)n =，當(dāng)91相等時(shí)，92a> 92b，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；光的折射率越大，頻率越高，波sin 92長(zhǎng)越小，即V< V, Za> Ab,因此a光照射金屬表面時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)，則b光也一定能，選項(xiàng)C正確；l根據(jù)條紋間距公式 x=入知，通過(guò)同一雙縫干涉裝置時(shí)a光的相鄰亮條紋間距較大，選項(xiàng)D正確.d圖16圖17圖182 . （2011 福建理綜14）如圖17所示，半圓形玻璃磚置于光屏PQ的左下方一束白光沿半徑方向從A點(diǎn)

21、射入玻璃磚，在 O點(diǎn)發(fā)生反射和折射，折射光在光屏上呈現(xiàn)七色光帶若入射點(diǎn)由 A向B緩慢移動(dòng)，并保持白光沿半徑方向入射到O點(diǎn)，觀察到各色光在光屏上陸續(xù)消失.在光帶未完全消失之前，反射光的強(qiáng)度變化以及光屏上最先消失的光分別是（）A 減弱，紫光B 減弱，紅光C增強(qiáng)，紫光D增強(qiáng)，紅光1答案 C解析 因n紅n紫，再由臨界角公式 sin C=可得，C紅C紫，因此當(dāng)增大入射角時(shí)，紫光先發(fā)n生全反射，紫光先消失，且當(dāng)入射光的入射角逐漸增大時(shí)，折射光強(qiáng)度會(huì)逐漸減弱，反射光強(qiáng)度會(huì)逐漸增 強(qiáng)，故應(yīng)選C.3 . （2009 浙江理綜18）如圖18所示，有一束平行于等邊三棱鏡截面ABC的單色光從空氣射向 E點(diǎn)，并偏折到

22、F點(diǎn)已知入射方向與邊AB的夾角為0= 30 ° , E、F分別為邊 AB、BC的中點(diǎn)，貝U（ ）A.該棱鏡的折射率為3B.光在F點(diǎn)發(fā)生全反射C.光從空氣進(jìn)入棱鏡，波長(zhǎng)變小D .從F點(diǎn)出射的光束與入射到E點(diǎn)的光束平行答案 AC解析由幾何關(guān)系可得入射角01= 60 °，折射角 02= 30sin由n =sin0192A對(duì)；由sin1C=，臨界角C>30 °，故在F點(diǎn)不發(fā)生全反射,nc 加B錯(cuò)；由n=v=入知光進(jìn)入棱鏡波長(zhǎng)變小，C對(duì);F點(diǎn)出射的光束與 BC邊的夾角為30。，與入射光線不平行，D錯(cuò)；故選A、C.4.高速公路上的標(biāo)牌常用“回光返照膜”制成，夜間行車時(shí)，

23、它能將車燈照射出去的光逆向返回，標(biāo)志牌上的字特別醒目，這種“回光返照膜”是用球體反射原件制成的.如圖19所示，返照膜內(nèi)均勻分布著直徑為10 呵的細(xì)玻璃珠，所用玻璃的折射率為 -.'3，為使入射的車燈光線經(jīng)玻璃的折射、反射、 再折 射后恰好和入射光線平行，那么第一次入射的入射角是（）A. 60 °B . 45 °C. 30 °D . 15 °答案 A解析 設(shè)入射角為i，折射角為0,作出光路圖如圖所示，因?yàn)槌錾涔鈙in i sin 2 0線恰好和入射光線平行，所以i = 2 0,根據(jù)折射定律，n= =sin 0 sin 03，所以0=30 °

24、; ,i = 2 0= 60 °，選項(xiàng) A 正確.圖20圖195.如圖20所示，扇形AOB為透明柱狀介質(zhì)的橫截面，圓心角/ AOB = 60。一束平行于角平分線 OM的單 色光由OA射入介質(zhì)，經(jīng)OA折射的光線恰平行于 OB,以下對(duì)介質(zhì)的折射率值及折射光線中恰好射到M點(diǎn)的光線能不能發(fā)生全反射的說(shuō)法正確的是（）A/ , 3，不能發(fā)生全反射B/ ：3，能發(fā)生全反射2-32 ：；3C.一，不能發(fā)生全反射D.，能發(fā)生全反射3 3答案 A解析畫出光路圖，并根據(jù)幾何關(guān)系標(biāo)出角度，如圖所示由sin 60。廠1 勺31圖可知，介質(zhì)的折射率n =3;因?yàn)閟in 30 ° = <= = s

25、in C,sin 30 v23 n折射光線中恰好射到M點(diǎn)的光線不能發(fā)生全反射，選項(xiàng)A正確.五、課后練習(xí)?題組1光的折射現(xiàn)象與光的色散1 . （2011 安徽15）實(shí)驗(yàn)表明，可見光通過(guò)三棱鏡時(shí)各色光的折射率n隨波長(zhǎng)入的變化符合科西經(jīng)驗(yàn)公式：B Cn = A+爲(wèi)+二，其中A、B、C是正的常量.太陽(yáng)光進(jìn)入三棱鏡后發(fā)生色散的情形如圖1所示，則（）圖1A屏上c處是紫光B.屏上d處是紅光C 屏上b處是紫光D 屏上a處是紅光答案 D解析 可見光中紅光波長(zhǎng)最長(zhǎng)，折射率最小，折射程度最小，所以a為紅光，而紫光折射率最大，所以d為紫光.2紅光與紫光相比（）A .在真空中傳播時(shí)，紫光的速度比較大B .在玻璃中傳播時(shí)

26、，紅光的速度比較大C.玻璃對(duì)紅光的折射率較紫光的大D .從玻璃到空氣的界面上，紅光的臨界角較紫光的大答案 BD解析 因?yàn)楦鞣N色光在真空中的傳播速度均為3 X108 m/s ，所以A錯(cuò)誤.因?yàn)椴Ａ?duì)紅光的折c射率較玻璃對(duì)紫光的折射率小，根據(jù)v=得紅光在玻璃中的傳播速度比紫光大，所以B正確，C錯(cuò)誤.根n1 據(jù)公式sin C = 得紅光的臨界角比紫光的大，D正確.n3 .已知介質(zhì)對(duì)某單色光的臨界角為B,則（）該介質(zhì)對(duì)此單色光的折射率等于帚B.C.此單色光在該介質(zhì)中的傳播速度等于csin0（c為真空中的光速）此單色光在該介質(zhì)中的波長(zhǎng)是在真空中波長(zhǎng)的sin答案 ABC解析 介質(zhì)對(duì)該單色光的臨界角為B,它

27、的折射率1n =石，A項(xiàng)正確；此單色光在介質(zhì)中的c傳播速度和波長(zhǎng)分別為 v = = csin 0, B正確;nv c sin入=v c/ Z0= X0si n B,所以入：0 = sin 0：1，故 C 項(xiàng)D項(xiàng)錯(cuò)誤.正確；而光的頻率是由光源決定的，與介質(zhì)無(wú)關(guān)，故4.如圖2所示，紅色細(xì)光束 a射到折射率為- ；'2的透明球表面，入射角為45 °，在球的內(nèi)壁經(jīng)過(guò)一次反射后，從球面射出的光線為b，則入射光線a與出射光線b之間的夾角a為C. 60A. 30 °答案 AD . 75此單色光在該介質(zhì)中的頻率是真空中的肋)45 °5 .一束光從空氣射入折射率n = *

28、）2的某種玻璃的表面，則A .當(dāng)入射角大于45。時(shí)，會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象B.無(wú)論入射角多大，折射角都不會(huì)超過(guò)C.欲使折射角等于30 °，應(yīng)以45 °角入射D 當(dāng)入射角等于arctan - ；2時(shí)，反射光線恰好跟折射光線垂直答案 BCD解析 對(duì)B項(xiàng)可以從光的可逆性考慮，即光線從介質(zhì)射向空氣，入射 角為45。時(shí)，折射角為90。，反之，折射角不會(huì)超過(guò)45。，所以B正確；由sin sin 01廠，當(dāng) 02 = 30 °, n = p 2 時(shí)，01 = 45 ° , C 正確；如圖所示，/ 1 = arctann若反射光線與折射光線垂直,sin Z1則/3 = 74

29、= 90 ° -2., sin Z3 =n3, sin Z3 = cos Z2= cos 2 3,與已知條件相符,故D正確.由于光線從光疏介質(zhì)射入向光密介質(zhì)，不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象,故A錯(cuò)誤.?題組2 光的全反射6 .公園里燈光噴泉的水池中有處于同一深度的若干彩燈，在晚上觀察不同顏色彩燈的深度和水面上被照亮的面積，下列說(shuō)法正確的是()A .紅燈看起來(lái)較淺，紅燈照亮的水面面積較小B.紅燈看起來(lái)較深，紅燈照亮的水面面積較小C.紅燈看起來(lái)較淺，紅燈照亮的水面面積較大D.紅燈看起來(lái)較深，紅燈照亮的水面面積較大答案 D解析 光從水里射入空氣發(fā)生折射，入射角相同時(shí)，折射率越大，折射角越大，從水面上

30、看光源越淺，紅燈發(fā)出的紅光的折射率最小，看起來(lái)最深；設(shè)光源的深度為d，光的臨界角為 C,則光能夠照亮的水面面積大小為 S=n(dtan C)2，可見，臨界角越大，照亮的面積越大，各種色光中，紅光的折 射率最小，臨界角最大，所以紅燈照亮的水面面積較大，選項(xiàng)D正確.7 .如圖3所示，MN是位于豎直平面內(nèi)的光屏，放在水平面上的半圓柱' 形玻璃磚的平面部分 ab與屏平行.由光源S發(fā)出的一束白光從半圓沿半徑射入玻璃磚，通過(guò)圓心0再射到屏上.在水平面內(nèi)以 0點(diǎn)為圓心沿逆時(shí)針?lè)较蚓従忁D(zhuǎn)動(dòng)玻璃磚，在光屏上出現(xiàn)了彩色光帶.當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)動(dòng)角度大于某一值時(shí),屏上彩色光帶中的某種顏色的色光首先消失.有關(guān)彩色的排

31、列順序和最先消失的色光是( )A .左紫右紅，紫光B .左紅右紫，紫光C .左紫右紅，紅光D .左紅右紫，紅光答案 B解析 如圖所示，由于紫光的折射率大，故在光屏MN上是左紅右紫，并且是紫光最先發(fā)生全反射,項(xiàng)B正確.8.某物理興趣小組用實(shí)驗(yàn)探究光的色散規(guī)律，他們將半圓形玻璃磚放在豎直面內(nèi)，在其左方豎直放置一個(gè)很大的光屏 P,讓一復(fù)色光束 SA射向玻璃磚的圓心 O后，有兩束單色光 a和b射向光屏P,如圖4 所示.他們根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出了以下四個(gè)猜想，你認(rèn)為正確的是()A .單色光a的波長(zhǎng)小于單色光 b的波長(zhǎng)B. 在玻璃中單色光 a的傳播速度大于單色光 b的傳播速度C. 單色光a通過(guò)玻璃磚所需的時(shí)間大于單色光b通過(guò)玻璃磚所需的時(shí)間D .當(dāng)光束SA繞圓心O逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，在光屏 P上最早消失的是 a光a1Im 薩ra- I _ - d二 j 71 三電 "JF一EWJ JX- > -5 » -c 1 -T « -r k V JJ J一Ac圖4圖5圖6a光的折射率小于 b光的折射率，則 a光的頻率小于b光的頻率，由