第一節(jié)-光的折射和全反射

第十二章光學(xué)第一節(jié)光的折射和全反射光學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)光線傳播規(guī)律同種介質(zhì)直線傳播光的折射定律折射定律折射引起的色散全反射光的反射定律新刪內(nèi)容新刪內(nèi)容一.折射定律1.折射定律：《3.2》P2212.折射率：3.折射的基本規(guī)律：發(fā)生折射現(xiàn)象時(shí)，在光密介質(zhì)中的角小，光疏介質(zhì)中的角大空氣水θ1AOCθ2例題：如圖一束光線從介質(zhì)射入真空中，光線與MN的夾角分別為600和370。則這種介質(zhì)的折射率是多少？在介質(zhì)中的光速是多少？例題：(98高考）如圖一個(gè)儲(chǔ)油桶的底面直徑與高均為d．當(dāng)桶內(nèi)沒有油時(shí)，從某點(diǎn)Ａ恰能看到桶底邊緣的某點(diǎn)Ｂ。當(dāng)桶內(nèi)油的深度等于桶高的一半時(shí)，仍沿ＡＢ方向看去，恰好看到桶底上的點(diǎn)C，ＣＢ兩點(diǎn)距離d/4．求油的折射率和光在油中傳播的速度。AFDOBCＢＡddd/2例題：（07江蘇)如圖所示，巡查員站立于一空的貯液池邊，檢查池角處出液口的安全情況。已知池寬為Ｌ，照明燈到池底的距離為Ｈ。若保持照明光束方向不變，向貯液池中注入某種液體，當(dāng)液面高為Ｈ／２時(shí)，池底的光斑距離出液口Ｌ／４。試求：當(dāng)液面高為２Ｈ／３時(shí)，池底的光斑到出液口的距離x。x=L/3例題：在深1m的水池中插一根豎直的木桿，木桿露出水面部分長度為0.3m。當(dāng)陽光以與水平方向成37角斜射時(shí)，測得木桿在水池底部的影長為1.15m。取sin37=0.6,cos37=0.8。由此得出水的折射率是______，光在水中的速度是______。37°irs1h1h2s2s2例題：（1）由于光的折射，站在岸上的人看到水中的魚的位置會(huì)比魚的實(shí)際位置（）潛水員在水中觀察岸上的景物的位置會(huì)比景物的實(shí)際位置（）高高

人在水上看到物體的像，比實(shí)際物體位置偏上，感覺水比較淺。（2）假設(shè)地球表面不存在大氣層，那么人們觀察到的日出時(shí)刻與實(shí)際存在大氣層的情況相比將（）人們觀察到的日落時(shí)刻與實(shí)際存在大氣層的情況相比將（）延后延后有大氣，看到太陽更早；沒有大氣，將遲一些看到太陽C是臨界角二.全反射情景當(dāng)光從介質(zhì)射入空氣時(shí)發(fā)生條件：光密入光疏入射角大于臨界角規(guī)律：例題.白光射入半圓透鏡，并經(jīng)過圓心O點(diǎn)射出。若半圓透鏡繞O點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，哪種顏色先消失？例題：如圖，置于空氣中的一不透明容器中盛滿某種透明液體。容器底部靠近器壁處有一豎直放置的6.0cm長的線光源?？拷€光源一側(cè)的液面上蓋有一遮光板，另一側(cè)有一水平放置的與液面等高的望遠(yuǎn)鏡，用來觀察線光源。開始時(shí)通過望遠(yuǎn)鏡不能看到線光源的任何一部分。將線光源沿容器底向望遠(yuǎn)鏡一側(cè)平移至某處時(shí)，通過望遠(yuǎn)鏡剛好可能看到線光源底端。再將線光源沿同一方向移動(dòng)8.0cm，剛好可以看到其頂端。求此液體的折射率n。

n=1.25=1.3例題：（2006北京）水的折射率為n，距水面深h處有一個(gè)點(diǎn)光源，岸上的人看到水面被該光源照亮的圓形區(qū)域的的直徑為A．B．C．D．A折射率全反射光路圖例題：（2010重慶）卷P2-7如圖所示，空氣中在一折射率為的玻璃柱體，其橫截面是圓心角為90°、半徑為R的扇形OAB，一束平行光平行于橫截面，以45°入射角照射到OA上，OB不透光，若只考慮首次入射到圓弧AB上的光，則AB上有光透出部分的弧長為

A.B.C. D.

B光路圖、光的折射、全反射45°30°45°30°例題：（09年浙江卷）如圖所示，有一束平行于等邊三棱鏡截面的單色光從空氣射向E點(diǎn)，并偏折到F點(diǎn)，已知入射方向與邊的夾角為，E、F分別為邊AB、BC的中點(diǎn)，則A．該棱鏡的折射率為B．光在F點(diǎn)發(fā)生全反射C．光從空氣進(jìn)入棱鏡，波長變小D．從點(diǎn)出射的光束與入射到點(diǎn)的光束平行

AC折射率、光速、波長關(guān)系、光路圖例題：（05全國1）圖示為一直角棱鏡的橫截面， 一平行細(xì)光束從O點(diǎn)沿垂直于bc面的方向射入棱鏡。已知棱鏡材料的折射率n=，若不考慮原入射光在bc面上的反射光，則有光線（） A．從ab面射出 B．從ac面射出 C．從bc面射出，且與bc面斜交 D．從bc面射出，且與bc面垂直

BD折射全反射光路圖光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡光纖內(nèi)芯：n大外套：n小iγ全反射應(yīng)用：光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)如圖所示，其內(nèi)芯和外套材料不同，光在內(nèi)芯中傳播。以下關(guān)于光導(dǎo)纖維的說法正確的是A、內(nèi)芯的折射率比外套大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射B、內(nèi)芯的折射率比外套小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射C、內(nèi)芯的折射率比外套小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生折射D、內(nèi)芯的折射率與外套相同，外套的材料有韌性，可以起保護(hù)作用例題：(2007北京)A三.折射引起的色散白光經(jīng)過三棱鏡色散情景圖：紫光偏折最大紅光偏折最小θ紅θ紫偏轉(zhuǎn)角折射率n光速v臨界角C頻率f波長λ光子能量小紅光紅光紫光紅光紅光紫光紅光大紫光紫光紅光紫光紫光紅光紫光色散例題：(05廣東)如圖所示，一束白光通過玻璃棱鏡發(fā)生色散現(xiàn)象，下列說法正確的是Ａ．紅光的偏折最大，紫光的偏折最?。拢t光的偏折最小，紫光的偏折最大Ｃ．玻璃對(duì)紅光的折射率比紫光大Ｄ．玻璃中紫光的傳播速度比紅光大《3.2》P225-例12小結(jié)BA.OA為黃光，OB為紫光 B.OA為紫光，OB為黃光C.OA為黃光，OB為復(fù)色光 D.OA為紫光，OB為復(fù)色光C全反射光射到界面上，一定發(fā)生反射不一定折射例題：(04江蘇)卷P1-3如圖所示，只含黃光和紫光的復(fù)色光束PO，沿半徑方向射入空氣中的玻璃半圓柱后，被分成兩光束OA和OB沿如圖所示方向射出．則例題：（08全國Ⅱ）一束單色光斜射到厚平板玻璃的一個(gè)表面上,經(jīng)兩次折射后從玻璃板另一個(gè)表面射出,出射光線相對(duì)于入射光線側(cè)移了一段距離.在下列情況下,出射光線側(cè)移距離最大的是A.紅光以30°的入射角入射B.紅光以45°的入射角入射C.紫光以30°的入射角入射D.紫光以45°的入射角入射《3.2》P224小結(jié)《3.2》P224-例7、P226-例、卷P2-6Dd例題：（2010全國2）頻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，其光路如右圖所示，下列說法正確的是