第十六章 光学 第一课时 光的折射 全反射
本章概览
1.光学包括两大部分内容：几何光学和物理光学．几何光学是以光的直线传播为基础，研究光在介质中的传播规律；物理光学是研究光的本性及规律的学科．
2.本章重点考查光的折射定律，折射率，临界角，光的干涉；其次考查余反射、光的衍射、光的偏振等基本规律、概念的理解和掌握，以及通过作光路图，结合几何关系的计算考查学生对基本规律的应用．
3.从今年的考试要求来看，这一部分的试题难度会有所下降，因此对基本概念、规律的理解要透彻，尤其是一些常识性的知识点．同时，要注意该部分内容与实际生产、生活的联系．
考点剖析
【教学要求】
1．了解光的折射定律、理解光的折射率。 2．了解光的全反射现象、光的色散现象。 【知识再现】
一、 光的折射与折射率
1．定义：光由一种介质射入另一种介质，在介面上光路发生改变的现象，叫光的折射．
2．折射定律：折射光线跟 光线和 在同一平面内， 光线和 光线分别位于 的两侧， 的正弦跟的 正弦成比． 3．折射率
(1)折射率：光从 射入 发生折射时， 的正弦与 的正弦之比，叫作这种介质的折射率．
(2)表达式 或 。 二、全反射与临界角
1．全反射现象：光从 介质人射到 介质的分界面上时，折射光线消失，光全部反射回 介质的现象．
2．临界角：折射角等于900时的 叫临界角． 3．发生全反射的条件：
①光由 介质射向 ； ②入射角 临界角． 4．应用：光导纤维（如图所示）：
三、棱镜与光的色散
1．棱镜：光线照射到棱镜的一个侧面上时，经两个侧面折射后，出射光线向棱镜的
偏折。物体经棱镜所成的虚像向 方向偏移。
2．白光通过棱镜折射后会发生色散现象。单色光排列的顺序 。光的色散表明：
①白光是 ；
②同一介质对不同色光的 ，频率越高光的折射率越大。
重点突破
知识点一光的折射与折射率 1．折射率反映了材料折光性能的强弱，同一色光在同种介质中折射率相同。 2．折射率等于光线从真空斜射入介质，入射角正弦与折射角正弦的比值，n?3．折射率等于光在真空中的速度与在介质中的速度之比，n=c/v 4．任何材料的折射率都大于1。
思考：入入射角为00，折射角也是00，折射光线没有偏折就不是折射现象吗？
【应用1】（徐州市体深1m，一束与水平
2020高三摸底考试）如图所示，某透明液面成300角的光线照向该液体，进入该液体
sinisinr
的光线与水平面的夹角为450。试求：①该液体的折射率； ②进入液面的光线经多长时间可以照到底面。 导示:①因为入射角i?90??30??60?
折射角r?90??45??45?
所以n?sinisin60?6??sinrsin45?2
h?2m cosr3?10?8s 3②光在液体中传播的速度时:位移s?速度v?cn?6?108
m/s 所以:t?s?v知识点二全反射和临界角
1．光疏介质和光密介质：两种介质比较，折射率小的介质叫 介质，折射率大的介质叫 介质；“光疏”和“光密”具有相对性。
2．全反射现象：光从 介质入射到 介质的分界面上时，当入射角增大到一定程度时，光全部反射回 介质，这一现象叫全反射现象。
3．临界角：折射角等于 时的 叫做临界角。用C表示，C?arcsin1。
n4．发生全反射的条件：（1）光从 介质入射到 介质；（2）入射角 临界角。
【应用2】在一个圆形轻木塞的中心插上一根大头针，然后把它倒放在水面上，调节针插入的深度，使观的大头针，如图所示，求水的折射率。 导示:当调节针插入的不能看到水下的大头针射。如图所示，
从A 点发出的光到达B点恰好以临界角C入射，因此sinC=1/n， 在?AOB中tanC=r/D， 而tanC?所以n=
sinC1?sinCd2?r2/r
2察者不论在什么位置都刚好不能看到水下量出针露出的长度为d，木塞得半径为r，
深度后，使观察者不论在什么位置都刚好 时，表明此时A点发出的光线发生了全反
?1n?12，
处理这类问题通常是先画出临界几何光路图，再用折射定律，全反射的
知识求解。
知识点三棱镜对光路作用与光的色散 1．三棱镜对光线的作用
①光密三棱镜：当光线从一侧面射入，从另一侧面射出时，光线两次均向底面偏折。 思考：光疏三棱镜对光路的特点？
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