1、光的折射1 .折射定律(1)內(nèi)容：如圖1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表達(dá)式：碼=n.(3)在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的2 .折射率(1)折射率是一個(gè)反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)的物理量定義式：n=*.(3)計(jì)算公式：n=C，因?yàn)関c,所以任何介質(zhì)的折射率都大于1.(或(4)當(dāng)光從真空(或空氣)射入某種介質(zhì)時(shí)，入射角大壬折射角；當(dāng)光由介質(zhì)射入真空 空氣)時(shí)，入射角小于折射角.3 .折射率的理解(1)折射率由介質(zhì)本身性質(zhì)決定,與入射角的大小無(wú)關(guān)(2)折射率與介質(zhì)的密度沒(méi)有關(guān)系，光密介質(zhì)不是指密度大的介質(zhì)(

2、3)同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越小-、光的折射定律(1)折射光線在入射光線和法線所在的平面上，折射光線和入射光線分居在法線的兩側(cè),(2)入射角的正弦跟折射角的正弦之比為一常數(shù)sin i nsin折射定律的各種表達(dá)形式：n snsin在光的折射現(xiàn)象中，光路也是可逆的。(01為入、折射角中的較大者。sin C0sin in sinv 之比，n= c/v.側(cè)向位移的二、折射率:(1)光從真空射入某種介質(zhì)時(shí)，入射角的正弦跟折射角的正弦之比(2)折射率等于光在真空中的速度c跟光在這種介質(zhì)中的速度三、通過(guò)平行玻璃磚的光線當(dāng)光線從玻璃磚上表面入射，從下表面射出時(shí)，其特點(diǎn)是：光線通過(guò)平行

3、玻璃磚后的出射光線和入射光線平行且有側(cè)向位移。大小跟平行玻璃磚的厚度及入射角、折射率有關(guān)。各種色光在第一次入射時(shí)發(fā)生色散(第二次折射不再色散)射出光線的側(cè)移和折射率、入射角、玻璃磚的厚度有關(guān);可利用玻璃磚測(cè)定玻璃的折射率。四、通過(guò)棱鏡的光線.偏折角度e還跟入射角（1）光線通過(guò)三棱鏡兩次向底面偏折，通過(guò)三棱鏡所成的像向頂角偏移, 偏折角度e跟棱鏡材料的折射率有關(guān)，折射率越大，偏折角度越大 的大小有關(guān)系.（2）白光通過(guò)三棱鏡后產(chǎn)生色散現(xiàn)象，（3）全反射棱鏡是橫截面成等腰直角三角形的三棱鏡。向底面偏折N1（2）（本題4分）如圖所示，某同學(xué)用插針?lè)y(cè)定一半圓形玻璃磚的折射率.在平鋪的白紙上垂直紙面插大

4、頭針Pi、P2確定入射光線，并讓入射光線過(guò)圓心O,在玻璃磚（圖中實(shí)線部分）另一側(cè)垂直紙面插大頭針P3,使P3擋住Pi、P2的像，連接O P3.圖中MN為分界面，虛線半圓與玻璃磚對(duì)稱，B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點(diǎn)，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點(diǎn). 設(shè)AB的長(zhǎng)度為li, AO的長(zhǎng)度為l2, CD的長(zhǎng)度為l3, DO的長(zhǎng)度為14, 為較方便地表示出玻璃磚的折射率， 需用刻度尺測(cè)量（用上述給 出量的字母表示），則玻璃磚的折射率可表示為 .答：li、l3； |1/|3 （每空 2 分）2 （2） （5分）（選做，適合選修 34的同學(xué)）如圖所示，某同學(xué)利用方格坐標(biāo)紙測(cè)定半圓形玻璃

5、磚的折射率，OA是畫(huà)在紙上的直線， 他在直線OA 適當(dāng)位置先后豎直插上 Pi、P2兩枚大頭針，如圖放上玻 璃磚（如粗黑線所示），然后插上P3、P4大頭針。其中他確定P3大頭針位置的方法應(yīng)當(dāng) 若該同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范準(zhǔn)確，其記錄的情況如圖所示。該同學(xué)還用圓規(guī)做了一個(gè)以 。為圓心，半徑與玻璃磚相 同的半圓（如圖中虛線所示）。請(qǐng)您幫這位同學(xué)算出玻璃 醇的折射率，寫(xiě)出必要的計(jì)算過(guò)程。本小題考查用插針?lè)y(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法。透過(guò)玻璃磚看，P3大頭針擋住Pi、P2兩枚大頭針的像。分）如圖，由折射定律可得:sin EODDEnsin BOCCB6 1.54（3分）3. （2） （4分）如圖，一玻璃柱

6、體的橫截面為半圓形，細(xì)的單色光束從空氣射向柱體的。點(diǎn)（半圓的圓心），產(chǎn)生反射光束1和透射光束2,已知玻璃折射率為60時(shí)，求反射光束1和透射光束2之間的夾角多大?解：反射角 ii 60（1分）由折射定律sin i n sin r解得折射角r = 30（1分）（1分）因此反射光束1和透射光束2之間的夾角180（i r） 90（1分）4、圖2表示兩面平行玻璃磚的截面圖，一束平行于CD邊的單色光入射到 AC界面上，a、b是其中的兩條平行光線. 光線a在玻璃磚中的光路已給出.畫(huà)出光線B從玻璃磚中首次出射的光路圖，并標(biāo)出出射光線與界面法線夾角的度數(shù).解：光路如圖所示5.（選彳3-4） （2）在水面上放置一

7、個(gè)足夠大的遮光板，板上有一個(gè) 半徑為r的圓孔，圓心的正上方h處放一個(gè)點(diǎn)光源 S,在水面下深 H處的底部形成半徑為R的圓形光亮區(qū)域（圖中未畫(huà)出）.測(cè)得r=8cm, h=6cm, H=24cm,R=26cm,求水的折射率.解：根據(jù)光路圖，可知sin8 82620.8R r sin 2（R r）2 H 2180.622.1824（2分）（2分）由折射定律得n更1,得n=4sin 23（2分）6. （2）如圖所示,己知平行玻璃磚的折射率n 3 ,厚度為d.入射光線AO以入射角i=60射到玻璃磚的上表面，經(jīng)玻璃磚折射從下表面射出，出射光線與入射光線平行，求兩平行光線間距離.（結(jié)果可用根式表示）Ai :解

8、：作出光路如圖,由折射定律得nsin isin rsinrsin60,31 ,2所以r=300由圖知/DOC=ZDOB=300則DBDC d tan 30C D出射光線與入射光線間的距離是d37. （6分）如圖所示，空氣中有 A點(diǎn)，水中有B點(diǎn)，在A點(diǎn)置一信號(hào)源發(fā)出光波和聲波訊號(hào) 傳到水中B,沿AOiB路徑傳播的是a波，沿AO2B路徑傳播的是b波，則a波、b波各是什么波？簡(jiǎn)述你的判斷過(guò)程。答：a波是光波，b波是聲波。無(wú)線電波從空氣進(jìn)入水中速度變小，入射角大于折射角；而超聲波從空氣進(jìn)入水中速度變大，入射角小于折射角，所以 a波是光波、b波是聲波。8B. （2）（模塊3-4試題）圖示是一透明的圓柱體

9、的橫截面，其半徑R= 20cm,折射率為一束平行光沿 AB方向射向圓柱體，試求：光在圓柱體中的傳播速度；距離直線AB多遠(yuǎn)的入射光線，折射后恰經(jīng)過(guò)B點(diǎn).解：光在圓柱體中的傳播速度v c -3 108 m/s（n設(shè)光線PC經(jīng)折射后經(jīng)過(guò)B點(diǎn)，光路圖如圖所示（2分）由折射定律有:又由幾何關(guān)系有:解得厘n .3 sin260df（T）O光線PC離直線AB的距離CD Rsin1073 cm （1分）B今有O由光路圖知212, d=Rsin60DCAOBsin60nNMAsin30B畫(huà)出如圖光路圖(1分)NQaB再次折射回到空氣中時(shí)與入射光線平行。此玻璃的折射率為60Ar g解析：如圖，為光線在玻璃球內(nèi)的光

10、路圖a以入射角i=30射向半圓玻P . A9、如圖，一束單色光射入一玻璃球體，入射角為10. n如圖所示，半圓玻璃磚的半徑 徑AB與屏幕垂直并接觸于 A點(diǎn).激設(shè)折射角為r,根據(jù)折射定律平行光沿直徑 AB方向照射在玻璃球上，試求離 AB多遠(yuǎn)的入射光 線最終射出后沿原方向返回。(C )如圖所示，玻璃球的半徑為R,折射率nC為折射點(diǎn)，B為反射點(diǎn)，作OD平行于入射光線，AOD COD 60 ,所以 OAB 30 ,玻璃的折射率則距離直線AB為10.J3 cm的入射光線經(jīng)折射后能到達(dá)B點(diǎn).12R=10cm,折射率為nd R 2sin r n sin i解得r 60由幾何知識(shí)得（1分）/PQ為直角三角形，

11、所以兩個(gè)光斑PQ之間的C.sin 1 nsin 2璃磚的圓心O,結(jié)果在水平屏幕 MN上出現(xiàn)兩個(gè)光斑.求兩個(gè)光斑之 間的距離L.D. 2A.B. 1.5cos 2 212oL PA AQ Rtan300 2Rsin600 （2 分）解得 l 40史 23.1cm （1分） 311. （3） （3-4模塊）（5分）如圖所示，一個(gè)橫截面為直角三角形的三棱鏡，A=30 ,C= 90.三棱鏡材料白折射率是 n ，3。一條與BC面成0= 30 角的光線射向BC面，經(jīng)過(guò)AC邊一次反射從 AB邊射出。求從 AB邊射出光線與 AB邊的夾角。解：由折射定律，在 BC界面：0sin60M3 sin 丫 （1 分）丫

12、 =3011sinCn . 3光線在ACTF面發(fā)生反射再經(jīng).3 sin 300sin*=60則射出光線與AB面的夾角（1分）AB#面折射 （1分）（1分）3=90-7=30第12題（圖（1分）12、（9分）物理一選修3 4一半徑為R的1/4球體放置在水平桌面上，球體由折射率為J3的透明材料制成.現(xiàn)有一束位于過(guò)球心。的豎直平面內(nèi)的光線，平行于桌面射到球體表面上，折射入球體后再?gòu)呢Q直表面射出，如圖所示.已知入射光線與桌面的距離為J3R/2.求出射角0.解：本題考查幾何光學(xué)知識(shí)，通過(guò)畫(huà)光路圖，根據(jù)折射定律，由 幾何關(guān)系列式求解。設(shè)入射光線與1/4球體的交點(diǎn)為C,連接OC, OC即為入射點(diǎn)的法線。因此

13、，圖中的角“為入射角。過(guò)C點(diǎn)作球體水平表面的垂線，垂足為Bo依題意，/ COB=ao又由 OBC知由幾何關(guān)系知，光線在球體的豎直表面上的入射角產(chǎn)30 （見(jiàn)圖）.由折射定律得：-sinsin（JM,，NBc因此：sin3L ,解得：0= 60213. （16分）如圖甲所示，在保齡球球道的一側(cè)平行于球道有一面豎立的平面鏡，保齡球被 擲出后沿球道中央線 BC做勻速直線運(yùn)動(dòng)。有人想利用球道旁的這個(gè)平面鏡測(cè)出球的運(yùn)動(dòng)速度，于是他在平面鏡中央正前方位于球道另一側(cè)距平面鏡 d=1.6m的A點(diǎn)，眼睛貼近地面觀察， 測(cè)出在平面鏡中看到球像的時(shí)間 t=1.5 s。設(shè)他在鏡中剛能看到球像時(shí)球的位置在P點(diǎn)，恰好看不到球像時(shí)球的位置在Q點(diǎn)，平面鏡的長(zhǎng)度