文档文本内容
考情
分析
生活实践类 全反射棱镜、光导纤维、增透膜、偏振滤光片、激光等
试题
折射定律、全反射、测量玻璃的折射率、光的干涉现象、光的衍
情境 学习探究类
射、光的偏振现象、用双缝干涉测量光的波长
第 1 课时 光的折射、全反射
目标要求 1.理解折射率的概念，掌握光的折射定律。2.掌握发生全反射的条件并会用全反
射的条件进行相关计算。考点一 折射定律 折射率
1．折射定律
(1)内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在________________内，折射光线与入
射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成________比。
(2)表达式：________________________＝n (n 为比例常数)。
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2．折射率
(1)定义式：n＝________________。
(2)折射率与速度的关系式：n＝________。因为v<c，所以任何介质的折射率都________。
说明：①关系式n＝中的n是指介质相对于真空的折射率，即绝对折射率。
②折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。
a．同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小；
b．同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。
1．无论是光的折射，还是反射，光路都是可逆的。( )
2．入射角越大，折射率越大。( )
3．若光从空气射入水中，它的传播速度一定增大。( )
4．根据n＝可知，介质的折射率与光在该介质中的传播速度成反比。( )
例1 (2023·河北石家庄市一模)如图所示，一束激光照射在横截面为正方形的透明玻璃柱
上，光线与横截面平行，则透过玻璃柱的光线可能是图中的( )
A．① B．② C．③ D．④平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制特点
平行玻璃砖 三棱镜 圆柱体(球)
对光路
的控制 圆界面的法线是过圆心的
通过三棱镜的光线经
通过平行玻璃砖后光线
特点 直线，光线经过两次折射
两次折射后，出射光
不改变传播方向，但要
后向圆心偏折
线向棱镜底面偏折
发生侧移
例2 (多选)(2023·湖北荆门市龙泉中学三模)日晕是一种常见的大气光学现象，如图甲所示。
太阳光线经卷层云中同一冰晶的两次折射，分散成单色光，形成日晕。冰晶截面可看作正六
边形。如图乙所示为一束紫光在冰晶上的折射光路，θ 为冰晶上的入射角，θ 为经过第一个
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界面的折射角，θ 为光线离开冰晶的折射角，θ 为出射光相对入射光的偏转角。下列说法中
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正确的是( )
A．在冰晶内红光的传播速度比紫光的小
B．若θ＝θ＝60°，则冰晶对紫光的折射率为
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C．保持入射角不变，将紫光改为红光，偏转角将增大
D．若红光和紫光均能使同一金属发生光电效应，紫光照射产生的光电子的最大初动能大
例3 (2023·陕西咸阳市模拟)如图所示，透明玻璃体的上半部分是半球体，下半部分是圆
柱体，半球体的半径为R，O为半球体的球心。圆柱体的底面半径和高也为R，现有一半径
为R的圆环形平行光垂直于圆柱体底面射向半球体，OO 为圆光环的中心轴线，所有光线经
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折射后恰好经过圆柱体下表面圆心O 点，光线从O 点射出后在玻璃体下方的水平光屏上形
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成圆形亮环，光屏到圆柱体底面的距离为R，光在真空中的传播速度为c。求：
(1)透明玻璃体的折射率；(2)光从入射点传播到光屏所用的时间。
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考点二 全反射
1．光密介质与光疏介质
介质 光密介质 光疏介质
折射率 大 小
光速 小 大
若n ＞n ，则甲相对乙是________介质
甲 乙
相对性
若n ＜n ，则甲相对乙是________介质
甲 乙
2.全反射
(1)定义：光从________介质射入________介质时，当入射角增大到某一角度，使折射角达
到90°时，折射光完全________，只剩下反射光的现象。
说明：入射角增大的过程中，折射光的能量________，反射光的能量________，当发生全反
射时，反射光的能量最强。
(2)条件：①光从________介质射入________介质。②入射角________________临界角。
(3)临界角：折射角等于90°时的入射角。若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，
发生全反射的临界角为C，由n＝，得sin C＝________。介质的折射率越大，发生全反射
的临界角越小。
3．全反射的应用
(1)全反射棱镜(2)光导纤维
说明：内芯相对于外套为光密介质，内芯的折射率大于外套的折射率。
1．光密介质和光疏介质是相对而言的。同一种介质，相对于其他不同的介质，可能是光密
介质，也可能是光疏介质。( )
2．密度大的介质为光密介质，密度小的介质为光疏介质。( )
3．只要入射角足够大，就能发生全反射。( )
4．光线从光疏介质进入光密介质，入射角大于等于临界角时发生全反射现象。( )
例4 (2023·甘肃武威市联考)半径为R的透明玻璃球切去底面半径r＝R的球冠成为一个大
球冠，如图所示，玻璃的折射率n＝2，一束半径r＝R的光束垂直球冠的切面照射到球冠上，
进入球冠的光线有部分从球面射出而使球面发光，已知光在真空中的传播速度为 c，且球冠
不含底面的表面积公式为S＝2πRh，R为球的半径，h为球冠的高度。不考虑光在球冠内的
反射，求：
(1)发光球面的面积；
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(2)光束正中间的光线通过大球冠的时间。
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例5 (2024·广西河池市模拟)如图所示，一透明材料制成的圆柱形棒，长度为6 m。一束光
线从圆柱形棒的一个底面圆心垂直射入，经2.5×10－8 s从另一底面圆心射出。保持入射点
不变，调整光线的入射方向，使其在材料内部恰好发生全反射(光在真空中的速度为3×108
m/s)，则光线通过透明材料的时间为( )
A．2.5×10－8 s B．3.3×10－8 s
C．3.125×10－8 s D．4.95×10－8 s
考点三 光的折射和全反射的综合应用
例6 (2023·湖北卷·6)如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为30°，OP边上的点光源
S到顶点O的距离为d，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为45°。不考虑多次反射，
OQ边上有光射出部分的长度为( )
A.d B.d C．d D.d
例7 (2023·江苏省盐城中学期末)如图所示，三角形ABC为某透明介质的横截面，O为BC
边的中点，位于截面所在平面内的一束光线自O点以角度i入射，第一次到达AB边恰好发
生全反射。已知θ＝15°，BC边长为2L，该介质的折射率为。求：
(1)入射角i；
(2)从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为c，可能用到：sin75°＝或
tan 15°＝2－)。
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