1、1第 1讲 光的反射与折射 全反射考试标准知识内容 考试要求 说明光的反射与折射 c全反射 c光的颜色、色散 b不要求引入相对折射率的概念.一、光的反射与折射1.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.2.折射定律(1)内容：如图 1所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，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正比.图 1(2)表达式： n.sin 1sin 2(3)在光的折射现象中，光路是可逆的.3.折射率(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量.(2)定义式： n .sin 1sin 2(
2、3)计算公式： n ，因为 v bC.nanb答案 BC解析 一束光经过三棱镜折射后，折射率小的光偏折较小，而折射率小的光波长较长，所以 a b， nan 乙 n 丙B.波长 的关系 甲 乙 丙 ，选项 B错误，C 正确；光由水珠出射到空气时的入射角等于光从空气射入水珠时的折射角，根据光的可逆性知，它们由水珠出射到空气的折射角均等于光从空气射入水珠的入射角，所以 甲 乙 丙 ，选项 D正确.11.(多选)如图 9所示，杯中装满水，上方有一点 A，杯底有一点 B， A、 B连线和水面的交点为 O，现在 A点用很细的一束红光照向水面上的 P点，正好在 B点形成亮点.若在 A点用很细的另一颜色的光照
3、向水面上的 Q点，也正好在 B点形成亮点.下列说法正确的是( )图 9A.不管另一种光是什么颜色， P点和 Q点都在 O点的右边B.若另一种光是紫色，则 Q点距 O点较远C.若另一种光是蓝色，则 Q点距 O点较近D.若另一种光是黄色， P点和 Q点都在 O点的左边答案 AB解析 光从空气射入水中发生折射，根据折射定律知：折射角小于入射角，故知要在 B点形16成亮点， P、 Q都应在 O点右边，故 A正确，D 错误.假设紫光也照向水面上的 P点，由于水对紫光的折射率大于水对红光的折射率，根据折射定律 n 可知紫光的折射角较小，sin 1sin 2折射光线更靠近法线，则杯底上光斑落在 B点的左侧，
4、所以要使紫光照向水面上的 Q点，也正好在 B点形成亮点， Q点距 O点更远，故 B正确.水对蓝光的折射率也比水对红光的大，同理，若另一种光是蓝色， Q点距 O点较远，故 C错误.12.如图 10所示，一个三棱镜的截面为等腰直角 ABC， A为直角.此截面所在平面内的光线沿平行于 BC边的方向射到 AB边，进入棱镜后直接射到 AC边上，并刚好能发生全反射.该棱镜材料的折射率为( )图 10A. B. C. D.62 2 32 3答案 A解析 三棱镜的截面为等腰直角 ABC，光线沿平行于 BC边的方向射到 AB边，则第一次折射时的入射角等于 45，射到 AC边上，并刚好能发生全反射，则有 sinC
5、 .由折射定律可1n得： n ，联立得： n .sin45sin90 C sin45cosC 6213.(多选)如图 11所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分成各种单色光，对其中a、 b、 c三种色光，下列说法正确的是( )图 11A.c色光在该玻璃三棱镜中的速度最大B.三种色光的波长关系为 a b cC.若分别让 a、 b、 c三色光通过同一双缝干涉装置，则 a光形成的相邻干涉条纹的间距最大D.若让 a、 b、 c三色光以相同的入射角从某介质射向真空， b光恰能发生全反射，则 a光也一定能发生全反射答案 AD解析 根 据 光 的 偏 折 程 度 可 知 ， 该 玻 璃 三 棱 镜 对 c光
6、 的 折 射 率 最 小 ， 对 a光 的 折 射 率 最 大 ，17则 c光 的 波 长 最 长 ， a光 波 长 最 短 ， 故 B错 误 .c光 的 折 射 率 最 小 ， 由 公 式 v 分 析 得 知 ， 三cn色 光 在 玻 璃 三 棱 镜 中 传 播 时 c光 速 度 最 大 ， 故 A正 确 .c光 的 波 长 最 长 ， a光 波 长 最 短 ， 而 相邻 干 涉 条 纹 的 间 距 与 波 长 成 正 比 ， 则 a光 形 成 的 相 邻 干 涉 条 纹 的 间 距 最 小 ， 故 C错 误 .a光 的折 射 率 最 大 ， 由 临 界 角 公 式 sin C 分 析 得
7、知 ， a光 的 临 界 角 最 小 ， 若 让 a、 b、 c三 色 光 以1n相 同 的 入 射 角 从 某 介 质 射 向 真 空 ， b光 恰 能 发 生 全 反 射 ， 则 a光 也 一 定 能 发 生 全 反 射 ， 故 D正确 .14.(多选)如图 12甲所示，可以用来测定半圆柱形玻璃砖的折射率 n， O是圆心， MN是法线.一束单色光线以入射角 i30由玻璃砖内部射向 O点，折射角为 r，当入射角增大到也为 r时，恰好无光线从玻璃砖的上表面射出.让该单色光分别通过宽度不同的单缝 a、 b后，得到图乙所示的衍射图样(光在真空中的传播速度为 c).则下列说法正确的是( )图 12A
8、.此光在玻璃砖中的全反射临界角为 60B.玻璃砖的折射率 n 2C.单缝 b宽度较大D.光的偏振现象说明光是一种纵波答案 BC解析 根据折射定律有 n ，由题知，玻璃砖的全反射临界角等于 C，则有 sinC ，sinrsini 1n结合 i30， C r，解得 n ， C45，故 A错误，B 正确.由题图乙知，单色光通过2单缝 a后衍射现象比较明显，所以单缝 a宽度较小，单缝 b宽度较大，故 C正确.偏振是横波特有的现象，光的偏振现象说明光是一种横波，故 D错误.15.(多选) ABCDE为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图， AB BC，由 a、 b两种单色光组成的细光束从空气垂直 A
9、B射入棱镜，经两次反射后光线垂直 BC射出，且在 CD、 AE边只有 a光射出，光路如图 13所示，则 a、 b两束光( )图 13A.在真空中， a光的传播速度比 b光大18B.在棱镜内， a光的传播速度比 b光小C.以相同的入射角从空气斜射入水中， b光的折射角较小D.分别通过同一双缝干涉装置， a光的相邻亮条纹间距大答案 CD解析 所有光在真空中有相同的速度，A 错误；在 CD界面上，由题图可知，相同入射角 a光发生了折射， b光发生了全反射，说明 b光比 a光折射率大，由公式 v 可知，同种介质cn中 a光传播速度大，B 错误；由于 b光的折射率大，根据 n ，可知以相同的入射角sin 1sin 2从空气斜射入水中时， b光的折射角较小，C 正确；折射率小的光的波长长，通过同一双缝干涉装置， a光的相邻亮条纹间距大，D 正确.
