7光的折射及全反射棱镜及色散.docx

1、7光的折射及全反射棱镜及色散第 2 讲 光的折射及全反射、棱镜及色散【光的折射及全反射】一、基本概念 1折射定律：折射光线与入射光线分居法线两侧，且三线共面，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比。2折射率：光由真空射入介质，如图 n = sin i / sin r = c / v 任何介质的折射率都大于 1。 3临界角：如图 6 所示，光从水射入空气，折射角变成 90时的入射角，叫做临界角 C。sin C = 1n = vc 。4全反射：当光线从光密介质射到光疏介质的界面上时，如果入射角大于或等于临界角，就会 发生折射光完全消失，只产生反射的现象，这种现象叫做全反射。5产生全反射的条件：光从光密介

2、质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角 6全发射的作用：光导纤维；解释现象：水中气泡看起来特别亮，海市蜃楼等。例某水池实际深 h，垂直水面往下看，其视深多少？（设水的折射率为 n）例 2水、水晶、金刚石的折射率顺次是：n1=1.33，n2=1.55，n3=2.42.那么,这三种介质对真空的临界角 C1、C2、C3 的大小关系是（ ）AC1C2C3 BC3C2C1CC2C3C1 DC2C1C3例如图所示为一立方体玻璃砖，折射率为 2 ，放在空气中一束平行光从立方体的上表面斜射 进来，入射角 a 90D ，然后它投射到左端侧面，则（ ）A无论 a 角多大，该光线都能从这个侧面射出 B无论 a 角

3、多大，该光线都不能从这个侧面射出 C只有 a 45D 时，该光线才不能从这个侧面射出 第 1 页 二、针对训练 1光纤通讯是一种现代化通讯手段，光导纤维传递光信号的物理原理是（ ） A光的折射； B光的衍射 C光的干涉 D光的全反射2如图 1 所示，玻璃棱镜的截面为等腰三角形，顶角 a 为 30，一束光线垂直于 ab 面射入棱镜，又 从 ac 面射出，出射光线与入射光线之间的夹角为 30，则此棱镜材料的折射率是（ ）A3C3C 3D 3223一束光线从折射率为 1.5 的介质玻璃射向空气，在界面上的入射角为 45则图 2 四个光路图中，正 确的是（ ）4对水下的潜水员，下列说法正确的是（ ）

4、A由于全反射，看不到水面上的全部景象； B能看到水面的面积多大取决于人离水面的深度 C能看到水面上的全部景象 D潜水员看到岸边的树的位置比实际位置偏低5一束光从空气射向折射率为 n = 2 的某种玻璃的表面，如图所示，i 代表入射角，则（ ） A当 i 45D 时会发生全反射现象B无论入射角 i 是多大，折射角 r 都不会超过 45 C欲使折射角 r=30，应以 i = 45D 的角度入射D当入射角 i = arctan 2 时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直6把用相同玻璃制成的厚度为 d 的正方体 a 和半径为 d 的半球体 b 放在报纸上，且让半球体的凸面 向上，从正上方分别观察 a、b

5、中心处报纸上的字，下面的观察记录中正确的是（ ）Aa 中的字比 b 中的字高 Bb 中的字比 a 中的字高 C一样高Da 中的字较没有玻璃时的高，b 中的字和没有玻璃时的一样高 第 2 页 向运动，则 s 经平面镜所成的像（ A以速度 v 沿 x 轴正方向运动 B以速度 v 沿 y 轴正方向运动三、高考真题1（2004 年全国理综，21）发出白光的细线光源 ab 长度为 lo ，竖直放置，上端 a 恰好在水面以下， 如下图。现考虑线光源 ab 发出的靠近水面法线（图中的虚线）的细光束经水面折射后所成的像，由 于水对光有色散作用，若以 l1 表示红光成的像的长度， l2 表示紫光成的像的长度，则

6、（ ）A l1 l 2 l 2 l0C l2 l1 l0D l2 l1 则下述结论正确的 是（ ）A水对光束 a 的折射率较大 B水中光束 b 的速度较小 C光束 a 的频率较大D若从水中射向空气，光束 a 的临界角较光束 b 的临界角大三、针对训练1一束白光从顶角为 的一边以比较大的入射角 i 射入并通过三棱镜后，在屏 P 上可得到彩色光带， 如图 7 所示，在入射角 i 逐渐减小到零的过程中，假如屏上的彩郄光先后全部消失，则（ ） A红光最先消失，紫光最后消失B紫光最先消失，红光最后消失C紫光最先消失，黄光最后消失D红光最先消失，黄光最后消失2由 n = cv 可知，在同一种介质中，红光的

7、光速_，紫光的光速_，但各种颜色的光在在真空中光速都是 3.00108m/s。由 sin C = 1n 可知，在同一种介质中，红光发生全反射的临界角_，紫光的临界角_。 光是一种电磁波 ，当光从真空进入介质时 ，频率不变 ，速度减小 ，波长变短 ，由sin i= n =c= _。（O、 分别为光在真空中和介质中的波长）可知，在同一种介质中，频率sin rv较高的光速率较_，波长较_。 第 5 页 3紫光由折射率为 n 的棱镜进入空气，则下述结论正确的是（ ） A频率为原来的 n 倍，波长为原来的 1/n。B波长为原来的 n 倍，波速为原来的 n 倍。 C波速为原来的 1/n，波长为原来的 n

8、倍。 D频率为原来的 1/n，波长为原来的 n 倍。4如图 8 所示 OO 是半圆柱形玻璃的对称面与纸面的交线，在图内有两细束与 OO 平行且等距的单 色光 A 和 B，从玻璃砖射出后相交于 OO 下方的 P 点，由此可以得出的结论是（ ）AA 光的玻璃砖中的速度比 B 光的玻璃砖中的速度小 B玻璃砖对 A 光的波长比 B 光的波长短CB 光的频率比 A 光的频率小DB 光的频率比 A 光的频率小5如图 9 的三棱镜中，BC 面镀有反射膜，一束白斜射入 AB 面，经棱镜 后在屏幕的 bc 段形成彩成光带，则 b 点颜色是_色。（屏幕距棱镜 AC 面较近且与 AC 面平行）。6某各餐光在传播过程

9、中，下面说法正确的是（ ） A当它的频率不发生改变时，一定是在同种介质中传播； B当它的速度由小变大时，一定是从光疏介质进入光密介质 C当它的速度由小变大时，一定是从密度大的介质射向密度小的介质； D当它的波长由长变短时，一定是从光疏介质进入光密介质7平行厚玻璃板放在空气中，一束复色光从玻璃板下表面斜向上射入，经玻璃板后变成 a、b 两束单 色光，如图 10 所示，比较 a、b 两束单色光，则（ ）A玻璃对 a 光的折射率较小 Ba 光的玻璃中的传播速度较小 Ca 的波长较长Da 光光子的能量较大8如图 11，半圆形玻璃砖 abc，O 为圆心，c 为圆弧顶点，一束很细的平行白光束沿 cO 射入

10、玻璃砖， 保持光的方向不变，而将玻璃砖沿顺时针方向绕 O 点转动，则首先在界面 ab 上发生全反射的应是白 光的（ ）A红光成价，因为玻璃对红光折射率较大B红光成份，因为玻璃对红光折射率较小C紫光成价，因为玻璃对紫光折射率较大D紫光成价，因为玻璃对紫光折射率较小 第 6 页 四、高考真题1（06 重庆卷20）OMN 为玻璃等腰三棱镜的横截面。a、b 两束可见单色光从空气垂直射入棱镜 变色底面 MN，在棱镜而面 OM、ON 上反射和折射的情况如图 20 图所示，由此可知（ ） A棱镜内 a 光的传播速度上 b 光的小B棱镜内 a 光的传播速度比 b 光的大 Ca 光的频率比 b 光的高Da 光的

11、波长比 b 光的长2如 15，空气中两条光线，a 和 b 从方框左侧平行射入，其框外光线如图 1 所示。方框内的两个折 射率 n=1.5 的玻璃全反射棱镜。图 2 给出了两棱镜位置方式的示意图，其中能产生图 1 效果的是（ ）3（2004 年招，16）对于某单色光，玻璃的折射率比水的大，则此单色光在玻璃中传播时（ ） A其速度比在水中的大，其波长比在水中的长B其速度比在水中的大，其波长比在水中的短C其速度比在水中的小，其波长比在水中的短D其速度比在水中的小，其波长比在水中的长4（2004 年江苏物理9）如图所示，只含黄光和紫光的复色光束 PO，沿半径方向射入空气中的玻 璃半圆柱后，被分成两光束

12、 OA 和 OB 沿如图所示方向射出，则（ ）AOA 为黄光，OB 为紫光BOA 为紫光，OB 为黄光 COA 为黄光，OB 为复色光 DOA 为紫光，OB 为复色光 第 7 页 5（09 山东卷）（2）一束单色光由左侧射入装有清水的薄壁圆柱，图 2 为过轴线的截面图，调整入 射角 ，光线拾好在不和空气的界面上发生全反射，已知水的折射率为 43 ，则 的值为多少。图 2参考答案【光的折射及全反射】二、针对训练三、高考真题例 1h1D1Dn2D2D例 2A3A3B例 3B4AB4A5BCD6AD【棱镜及色散】三、针对训练二、典型例题1B例 1A2大；小 大；小 0 / ；小；小例 2D3B4ABC四、高考真题5红6CD1ABD3C7BD2B4C8C5 sin = 37 第 8 页