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1、1.1.光的折射定律光的折射定律 2.2.折射率折射率 3.3.全反射、光导纤维全反射、光导纤维 4.4.光的干涉、衍射和偏振现象光的干涉、衍射和偏振现象 实验二：测定玻璃的折射率实验二：测定玻璃的折射率实验三：用双缝干涉测光的波长实验三：用双缝干涉测光的波长1.1.掌握光的折射定律，理解折射率，掌握折射率与光速的关系掌握光的折射定律，理解折射率，掌握折射率与光速的关系. .2.2.掌握全反射的概念及发生全反射的条件，能运用全反射解释有掌握全反射的概念及发生全反射的条件，能运用全反射解释有关光学现象关光学现象. .3.3.理解光的干涉现象产生的条件，掌握双缝干涉条纹间距公式理解光的干涉现象产生
2、的条件，掌握双缝干涉条纹间距公式. .4.4.掌握光发生明显衍射的条件和各种衍射图样掌握光发生明显衍射的条件和各种衍射图样. . 光的折射和反射现象的应用光的折射和反射现象的应用【典例【典例1 1】(2011(2011浙江高考浙江高考)“B)“B超超”可用可用于探测人体内脏的病变状况于探测人体内脏的病变状况. .如图是超声如图是超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图从肝脏表面射出的示意图. .超声波在进入超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似. .可表述为可表述为 ( (式中式
3、中1 1是入射角，是入射角，2 2是折射角，是折射角，v v1 1、v v2 2分别是超声分别是超声1122sinvsinv波在肝外和肝内的传播速度波在肝外和肝内的传播速度) )，超声波在肿瘤表面发生反射时，超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同遵循的规律与光的反射规律相同. .已知已知v v2 2=0.9v=0.9v1 1, ,入射点与出射入射点与出射点之间的距离是点之间的距离是d d，入射角为，入射角为i i，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度平行，则肿瘤离肝脏表面的深度h h为为( )( )22229dsinid 81 10
4、0sin iA. B.10sini2 10081sin id 81 100sin id 10081sin iC. D.20sini18sini【审题视角】【审题视角】解答本题可按以下程序分析解答本题可按以下程序分析: :【精讲精析】【精讲精析】超声波沿如图所示路线传播，根据超声波沿如图所示路线传播，根据又因为又因为v v2 2=0.9v=0.9v1 1, ,可得可得sin=0.9sini.sin=0.9sini.又因为在直角三角形中，又因为在直角三角形中， 所以：所以： D D正确正确. .答案：答案：D D12vsinisinv，22d2sind( )h2 ，2d 10081sin ih18
5、sini，【命题人揭秘】【命题人揭秘】解决光的折射和反射问题的关键解决光的折射和反射问题的关键(1)(1)正确作出光路图正确作出光路图. .(2)(2)确定出折射角、反射角和入射角确定出折射角、反射角和入射角. .(3)(3)根据光的反射定律和折射定律求解根据光的反射定律和折射定律求解. . 光的折射和全反射现象的应用光的折射和全反射现象的应用【典例【典例2 2】(2010(2010重庆高考重庆高考) )如图所示，空如图所示，空气中有一折射率为气中有一折射率为 的玻璃柱体，其横截面的玻璃柱体，其横截面是圆心角为是圆心角为9090、半径为、半径为R R的扇形的扇形OABOAB，一束，一束平行光平
6、行于横截面，以平行光平行于横截面，以4545入射角照射到入射角照射到OAOA上，上，OBOB不透光，若只考虑首次入射到圆弧不透光，若只考虑首次入射到圆弧ABAB上的光，则弧上的光，则弧ABAB上有光透出部分的弧长为上有光透出部分的弧长为( ) ( ) 1115A.R B.R C.R D.R643122【审题视角】【审题视角】解答本题时，应注意以下三点：解答本题时，应注意以下三点：【关键点】【关键点】(1)(1)利用临界角公式求临界角利用临界角公式求临界角. .(2)(2)根据折射定律求出折射角并画出光路图根据折射定律求出折射角并画出光路图. .(3)(3)确定能从弧确定能从弧ABAB射出的边界
7、光线射出的边界光线. .【精讲精析】【精讲精析】光路图如图所示，设在光路图如图所示，设在E E点恰点恰好发生全反射，由好发生全反射，由sinC= sinC= 可求得可求得C=45C=45，又由折射定律又由折射定律 得得2 2=30=30，故，故AOE=180AOE=180-120-120-45-45=15=15. .弧弧ABAB上上有光透出的部分弧长有光透出的部分弧长EDED为为 故故B B正确正确. .答案：答案：B B1n12sinnsin90301512 RR3604，【命题人揭秘】【命题人揭秘】应用光的折射定律解题的一般思路应用光的折射定律解题的一般思路(1)(1)画出比较准确的光路图
8、，分析边界光线或临界光线，找出画出比较准确的光路图，分析边界光线或临界光线，找出入射角和折射角入射角和折射角. .(2)(2)利用几何关系和光的折射定律求解利用几何关系和光的折射定律求解. .(3)(3)注意在折射现象中，光路是可逆的注意在折射现象中，光路是可逆的. . 光的折射和色散现象光的折射和色散现象【典例【典例3 3】(2011(2011福建高考福建高考) )如图，半圆如图，半圆形玻璃砖置于光屏形玻璃砖置于光屏PQPQ的左下方的左下方. .一束白光一束白光沿半径方向从沿半径方向从A A点射入玻璃砖，在点射入玻璃砖，在O O点发生点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光反射和折射，折射
9、光在光屏上呈现七色光带带. .若入射点由若入射点由A A向向B B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O O点，点，观察到各色光在光屏上陆续消失观察到各色光在光屏上陆续消失. .在光带未完全消失之前，反射在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是( )( )A.A.减弱、紫光减弱、紫光 B.B.减弱、红光减弱、红光C.C.增强、紫光增强、紫光 D.D.增强、红光增强、红光【审题视角】【审题视角】解答本题时，可按以下思路分析：解答本题时，可按以下思路分析：【精讲精析】【精讲精析】由于入射点由由于入
10、射点由A A向向B B缓慢移动，入射角增大，因此缓慢移动，入射角增大，因此反射光增强，折射光减弱，反射光增强，折射光减弱，A A、B B错错. .紫光折射率大，临界角小，紫光折射率大，临界角小，由此可知在光屏上最先消失的是紫光，由此可知在光屏上最先消失的是紫光，C C对对D D错错. .故选故选C.C.答案：答案：C C【命题人揭秘】【命题人揭秘】不同色光在介质中的传播规律不同色光在介质中的传播规律颜色颜色红红 橙橙 黄黄 绿绿 蓝蓝 靛靛 紫紫频率频率低低高高同一介质折射率同一介质折射率小小大大同一介质中速度同一介质中速度大大小小同一介质中波长同一介质中波长大大小小同一界面上临界角同一界面上
11、临界角大大小小 光的干涉现象光的干涉现象【典例【典例4 4】(2012(2012福建高考福建高考) )在在“用双缝干涉测光的波长用双缝干涉测光的波长”实实验中验中( (实验装置如图实验装置如图) )：(1)(1)下列说法哪一个是错误的下列说法哪一个是错误的_.(_.(填选项前的字母填选项前的字母) )A.A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时, ,应放上单应放上单缝和双缝缝和双缝B.B.测量某条干涉亮纹位置时测量某条干涉亮纹位置时, ,应使测微目镜分划板中心刻线与应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐该亮纹的中心对齐C.C.为了减少测量误
12、差为了减少测量误差, ,可用测微目镜测出可用测微目镜测出n n条亮纹间的距离条亮纹间的距离a,a,求求出相邻两条亮纹间距出相邻两条亮纹间距axn1 (2)(2)测量某亮纹位置时测量某亮纹位置时, ,手轮上的示数如图手轮上的示数如图, ,其示数为其示数为_mm._mm.【审题视角】【审题视角】解答本题时应明确以下三点：解答本题时应明确以下三点：【关键点】【关键点】(1)(1)实验操作步骤及目的实验操作步骤及目的. .(2)(2)亮条纹间距的理解亮条纹间距的理解. .(3)(3)螺旋测微器主刻度半毫米刻度是否露出螺旋测微器主刻度半毫米刻度是否露出. .【精讲精析】【精讲精析】(1)(1)应先调节光
13、源高度、遮光筒中心及光屏中心应先调节光源高度、遮光筒中心及光屏中心后再放上单、双缝，后再放上单、双缝，A A选项不正确选项不正确. .目镜分划板中心应与亮纹中目镜分划板中心应与亮纹中心对齐，使得移动过程测出的条纹间距较为准确，心对齐，使得移动过程测出的条纹间距较为准确，B B选项正确选项正确. .目镜移过目镜移过n n条亮纹，则亮条纹间距条亮纹，则亮条纹间距 C C选项正确，故选选项正确，故选A.A.(2)(2)主尺读数是主尺读数是1.5 mm1.5 mm，螺旋读数是，螺旋读数是47.047.00.01 mm0.01 mm，因此示数，因此示数为为1.970 mm.1.970 mm.答案：答案：
14、(1)A (2)1.970(1)A (2)1.970axn1 ，【命题人揭秘】【命题人揭秘】单缝衍射与双缝干涉的区别单缝衍射与双缝干涉的区别 现现 象象项项 目目单缝衍射单缝衍射双缝干涉双缝干涉不不同同点点条纹宽度条纹宽度条纹宽度不等，中央条纹宽度不等，中央最宽最宽条纹宽度相等条纹宽度相等条纹间距条纹间距各相邻条纹间距不等各相邻条纹间距不等各相邻条纹等间距各相邻条纹等间距亮度情况亮度情况中央条纹最亮，两边中央条纹最亮，两边逐渐变暗逐渐变暗清晰条纹，亮度基清晰条纹，亮度基本相等本相等相同点相同点干涉、衍射都是波特有的现象，都属于波的干涉、衍射都是波特有的现象，都属于波的叠加；干涉、衍射都是明暗相
15、间的条纹叠加；干涉、衍射都是明暗相间的条纹 光的波动性和粒子性光的波动性和粒子性【典例【典例5 5】(2011(2011新课标全国卷新课标全国卷) )甲、乙两单色光分别通过同甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为心距离为xx，若，若xx甲甲xx乙乙，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是( )( )A.A.甲光能发生偏振现象，则乙光不能甲光能发生偏振现象，则乙光不能B.B.真空中甲光的波长一定大于乙光的波长真空中甲光的波长一定大于乙光的波长C.C.甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量甲光的光子
16、能量一定大于乙光的光子能量D.D.在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光在同一均匀介质中甲光的传播速度大于乙光【审题视角】【审题视角】解答本题时，应注意以下两点：解答本题时，应注意以下两点：【关键点】【关键点】(1)(1)明确干涉现象发生的条件明确干涉现象发生的条件. .(2)(2)明确光子的能量与光子的频率有关明确光子的能量与光子的频率有关. .【精讲精析】【精讲精析】偏振现象是横波特有的现象，甲、乙两单色光都偏振现象是横波特有的现象，甲、乙两单色光都可以有偏振现象发生，可以有偏振现象发生，A A错；由错；由xx甲甲xx乙乙，x= x= 可知甲光可知甲光的波长大于乙光，的波长大于乙光，B B
17、正确；光子能量取决于光子的频率，而光正确；光子能量取决于光子的频率，而光子频率与波长成反比，子频率与波长成反比，C C错；波速与波长之间同步变化，错；波速与波长之间同步变化，D D正确正确. .答案：答案：B B、D Ddl【命题人揭秘】【命题人揭秘】本题考查光的波动性和粒子性，综合考查光的偏振、干涉、不本题考查光的波动性和粒子性，综合考查光的偏振、干涉、不同频率的光在同一介质中的传播速度以及光子的能量问题，在同频率的光在同一介质中的传播速度以及光子的能量问题，在备考时要对知识点进行全面复习备考时要对知识点进行全面复习. . 光的干涉、折射和全反射现象光的干涉、折射和全反射现象【典例【典例6
18、6】(2009(2009福建高考福建高考) )光在科学技术、生产和生活中有光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是着广泛的应用，下列说法正确的是( )( )A.A.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象偏振现象B.B.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C.C.在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D.D.光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象【审题视角】【审题视角】深
19、刻认识不同光学现象在实际生活中的应用，理深刻认识不同光学现象在实际生活中的应用，理解光的折射、全反射、干涉现象解光的折射、全反射、干涉现象. .【精讲精析】【精讲精析】用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度，用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度，是利用光的薄膜干涉现象，是利用光的薄膜干涉现象，A A错误；用三棱镜观察白光看到的错误；用三棱镜观察白光看到的彩色图样利用的是光的折射形成的色散现象，彩色图样利用的是光的折射形成的色散现象，B B错误；在光导错误；在光导纤维束内传送图像利用的是光的全反射现象，纤维束内传送图像利用的是光的全反射现象，C C错误；光学镜错误；光学镜头上的增透膜利
20、用的是光的薄膜干涉现象，头上的增透膜利用的是光的薄膜干涉现象，D D正确正确. .答案：答案：D D【命题人揭秘】【命题人揭秘】 研究光现象在实际生活中的应用时应注意：研究光现象在实际生活中的应用时应注意：(1)(1)光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但形成本光的干涉、衍射和光的色散都可出现彩色条纹，但形成本质不同，干涉、衍射是光的叠加，色散是同一介质对不同色光质不同，干涉、衍射是光的叠加，色散是同一介质对不同色光的折射率不同形成的的折射率不同形成的. .(2)(2)区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条区分干涉和衍射，关键是理解其本质，实际应用中可从条纹宽度、条纹间距、亮
21、度等方面加以区分纹宽度、条纹间距、亮度等方面加以区分. .(3)(3)自然光经反射后，就变成了偏振光，平时我们所见的光，自然光经反射后，就变成了偏振光，平时我们所见的光，除直接从光源射来的以外基本都是偏振光除直接从光源射来的以外基本都是偏振光. . 光的直线传播与圆周运动的结合光的直线传播与圆周运动的结合【典例【典例7 7】(2010(2010浙江高考浙江高考) )宇宙飞宇宙飞船以周期船以周期T T绕地球做圆周运动时，由绕地球做圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历于地球遮挡阳光，会经历“日全食日全食”过程，如图所示过程，如图所示. .已知地球的半径为已知地球的半径为R R，地球质量为，地球质量
22、为M M，引力常，引力常量为量为G G，地球自转周期为，地球自转周期为T T0 0. .太阳光可看做平行光，宇航员在太阳光可看做平行光，宇航员在A A点测出地球的张角为点测出地球的张角为，则，则 ( )( )A.A.飞船绕地球运动的线速度为飞船绕地球运动的线速度为B.B.一天内飞船经历一天内飞船经历“日全食日全食”的次数为的次数为T/TT/T0 0C.C.飞船每次经历飞船每次经历“日全食日全食”过程的时间为过程的时间为TT0 0/(2)/(2)D.D.飞船周期为飞船周期为【审题视角】【审题视角】利用光的直线传播规律作出光路图以及明确飞船利用光的直线传播规律作出光路图以及明确飞船每次经历每次经历
23、“日全食日全食”时的运动情景和边界光线是解决本题的关时的运动情景和边界光线是解决本题的关键键. .2 RTsin(/ 2)2 RRTsin/ 2GMsin(/ 2)【精讲精析】【精讲精析】设卫星到地心的距离为设卫星到地心的距离为r,r,由几何关系知由几何关系知: :sin(/2)= sin(/2)= 解得解得: : 所以所以 A A正正确；确； 得得 ，D D正确正确. .飞船每次经历飞船每次经历“日全食日全食”过过程的时间为飞船转过程的时间为飞船转过角所需的时间，即角所需的时间，即T/(2)T/(2)，C C错误；错误；一天内飞船经历一天内飞船经历“日全食日全食”的次数为的次数为T T0 0
24、/T/T，B B错误错误. .答案：答案：A A、D DRrRr,sin/ 22 r2 RvTTsin/ 2，22mM2Gm() rrT3rrT22 rGMGM 2 RRTsin/ 2GMsin(/ 2)【命题人揭秘】【命题人揭秘】本题将天体运动与光学问题综合在一起，是很新颖的一道题目本题将天体运动与光学问题综合在一起，是很新颖的一道题目. .解答本题的关键是搞清圆周运动的运动特征与受力特征，同时解答本题的关键是搞清圆周运动的运动特征与受力特征，同时利用几何知识求出每次经历利用几何知识求出每次经历“日全食日全食”时飞船转过的角度时飞船转过的角度. . 与折射率有关的计算与折射率有关的计算【典例
25、【典例8 8】(2011(2011新课标全国卷新课标全国卷) )一半一半圆柱形透明物体横截面如图所示，底圆柱形透明物体横截面如图所示，底面面AOBAOB镀银镀银( (图中粗线图中粗线) )，O O表示半圆横表示半圆横截面的圆心截面的圆心. .一束光线在横截面内从一束光线在横截面内从M M点入射点入射, ,经过经过ABAB面反射后从面反射后从N N点射出点射出, ,已知光线在已知光线在M M点的入射角为点的入射角为3030，MOA=60MOA=60，NOB=30NOB=30. .求：求：(1)(1)光线在光线在M M点的折射角；点的折射角；(2)(2)透明物体的折射率透明物体的折射率. .【审题
26、视角】【审题视角】解答本题时，应注意以下两点：解答本题时，应注意以下两点：【关键点】【关键点】(1)(1)根据光的折射定律画出光路图根据光的折射定律画出光路图. .(2)(2)运用几何知识和三角函数的知识进行求解运用几何知识和三角函数的知识进行求解. .(1)(1)如图，透明物体内部的光路为折线如图，透明物体内部的光路为折线MPNMPN，Q Q、M M点相对于底面点相对于底面AOBAOB对称，对称，Q Q、P P、N N三点共线三点共线. .设在设在M M点处，光的入射角为点处，光的入射角为i i，折射角为，折射角为r r，OMQ=OMQ=，PNF=PNF=，根据题意有，根据题意有=30=30
27、 由几何关系得，由几何关系得，PNO=PQO=rPNO=PQO=r，于是，于是+r=60+r=60 且且+r= +r= 由由式得式得r=15r=15 (2)(2)根据折射率公式有：根据折射率公式有：n= n= 由由式得式得n= n= 答案：答案：(1)15(1)15 (2) (2)sinisinr622622【阅卷人点拨】【阅卷人点拨】失失分分提提示示(1)(1)不能够正确地画出几何光路图不能够正确地画出几何光路图. .(2)(2)不能正确地确定不能正确地确定P P的位置的位置. .(3)(3)利用折射率公式计算时角度弄错利用折射率公式计算时角度弄错. .备备考考指指南南(1)(1)在复习中应
28、加强对规范作光路图能力的培养在复习中应加强对规范作光路图能力的培养. .(2)(2)培养灵活运用几何知识和三角函数的知识解决几何光培养灵活运用几何知识和三角函数的知识解决几何光学问题的能力学问题的能力. . 光的折射与全反射光的折射与全反射高考指数高考指数: :1.(20111.(2011重庆高考重庆高考) )在一次讨论中，老师问道：在一次讨论中，老师问道：“假如水中相假如水中相同深度处有同深度处有a a、b b、c c三种不同颜色的单色点光源，有人在水面三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，上方同等条件下观测发现，b b 在水下的像最深，在水下的像最深，c c照亮水面的
29、照亮水面的面积比面积比a a的大的大. .关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？判断？”有同学回答如下：有同学回答如下：c c光的频率最大光的频率最大 a a光的传播速度最小光的传播速度最小 b b光的折射率光的折射率最大最大 a a光的波长比光的波长比b b光的短光的短根据老师的假定，以上回答正确的是根据老师的假定，以上回答正确的是( )( )A.A. B. B.C.C. D. D.【解析】【解析】选选C.C.根据视深公式根据视深公式 说明频率最小的光，水对说明频率最小的光，水对它的折射率最小，在水下的像最深，所以它的折射率最小，在水下的像
30、最深，所以b b的折射率最小，频的折射率最小，频率最小，波长最大，传播速度最大，错误，正确；照亮水率最小，波长最大，传播速度最大，错误，正确；照亮水面的圆面积的半径面的圆面积的半径R R与临界角与临界角C C满足满足 又又 c c照亮照亮水面的面积比水面的面积比a a的大，则的大，则c c的临界角大，水对的临界角大，水对c c的折射率小，所的折射率小，所以以a a的折射率最大，的折射率最大，a a的频率最大，的频率最大，a a的传播速度最小，错的传播速度最小，错误，正确误，正确. .所以正确的说法是和，故选所以正确的说法是和，故选C.C.hhn ，RtanCh，1sinCn，2.(20102.
31、(2010全国卷全国卷)频率不同的两束单色光频率不同的两束单色光1 1和和2 2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示，下列说法正确的是板后，其光路如图所示，下列说法正确的是( )( )A.A.单色光单色光1 1的波长小于单色光的波长小于单色光2 2的波长的波长B.B.在玻璃中单色光在玻璃中单色光1 1的传播速度大于单色光的传播速度大于单色光2 2的传播速度的传播速度C.C.单色光单色光1 1通过玻璃板所需的时间小于单色光通过玻璃板所需的时间小于单色光2 2通过玻璃板所需通过玻璃板所需的时间的时间D.D.单色光单色光1 1从玻璃到空气的全反射临
32、界角小于单色光从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2 2从玻璃到从玻璃到空气的全反射临界角空气的全反射临界角【解题指南】【解题指南】解答本题要注意以下两点：解答本题要注意以下两点：(1)(1)理解不同光的颜色是由频率决定的理解不同光的颜色是由频率决定的. .(2)(2)明确同一介质对不同色光的折射率是不同的明确同一介质对不同色光的折射率是不同的. .【解析】【解析】选选A A、D.D.由题图可知，光线由题图可知，光线1 1的折射率大，频率高，波的折射率大，频率高，波长小，在介质中传播速度小，因而产生全反射的临界角小长小，在介质中传播速度小，因而产生全反射的临界角小. .选选项项A A、D D正
33、确，正确，B B错误错误. .设玻璃板的厚度为设玻璃板的厚度为d d，由，由 在玻璃在玻璃板中传播的距离板中传播的距离 传播的速度传播的速度 所以光在玻璃板所以光在玻璃板中传播的时间中传播的时间 光线光线1 1的折射角小，的折射角小，所经历的时间应该长，选项所经历的时间应该长，选项C C错误错误. .12sinnsin，2dcos，lcvn，11222dsin2dsintvcsincoscsin2，l3.(20103.(2010新课标全国卷新课标全国卷) )如图所示，一个三棱镜的截面为等腰如图所示，一个三棱镜的截面为等腰直角直角ABCABC，AA为直角为直角. .此截面所在平面内的光线沿平行于
34、此截面所在平面内的光线沿平行于BCBC边的方向射到边的方向射到ABAB边，进入棱镜后直接射到边，进入棱镜后直接射到ACAC边上，并刚好能发边上，并刚好能发生全反射生全反射. .该棱镜材料的折射率为该棱镜材料的折射率为 ( )( )63A. B. 2 C. D. 322【解析】【解析】选选A.A.根据折射率定义有，根据折射率定义有，sin1=nsin2sin1=nsin2，nsin3 nsin3 =1=1，已知，已知1=451=45, ,又又2+3=902+3=90，解得：解得：n= .n= .624.(20114.(2011江苏高考江苏高考) )一束光从空气射向折射率为一束光从空气射向折射率为
35、 的某种介质，的某种介质，若反射光线与折射光线垂直，则入射角为若反射光线与折射光线垂直，则入射角为_._.真空中的光真空中的光速为速为c c，则光在该介质中的传播速度为，则光在该介质中的传播速度为_._.【解析】【解析】光路图如图所示光路图如图所示. .根据折射定律：根据折射定律： 及及i+r=90i+r=90，得得tani= tani= ，i=60i=60，根据，根据 得得答案答案: :6060 sininsinr3cnv，3vc.33c335.(20125.(2012山东高考山东高考) )如图所示，一玻璃球如图所示，一玻璃球体的半径为体的半径为R R，O O为球心，为球心，ABAB为直径为
36、直径. .来自来自B B点的光线点的光线BMBM在在M M点射出，出射光线平行于点射出，出射光线平行于ABAB，另一光线，另一光线BNBN恰好在恰好在N N点发生全反射点发生全反射. .已已知知ABM=30ABM=30，求：，求：(1)(1)玻璃的折射率玻璃的折射率. .(2)(2)球心球心O O到到BNBN的距离的距离. .【解析】【解析】(1)(1)设光线设光线BMBM在在M M点的入射角为点的入射角为i i，折射角为，折射角为r r，由几何，由几何知识可知知识可知,i=30,i=30，r=60r=60，根据折射定律得，根据折射定律得n= n= 代入数据得代入数据得n= n= (2)(2)
37、光线光线BNBN恰好在恰好在N N点发生全反射，则点发生全反射，则BNOBNO为临界角为临界角C CsinC= sinC= 设球心到设球心到BNBN的距离为的距离为d d，由几何知识可知，由几何知识可知d=RsinC d=RsinC 联立联立式得式得d= d= 答案：答案：(1) (2)(1) (2)sinr sini31n3R333R36.(20126.(2012新课标全国卷新课标全国卷) )一玻璃立方体中心有一点状光源一玻璃立方体中心有一点状光源. .今今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜在立方体的部分表面镀上不透明薄膜, ,以致从光源发出的光线以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方
38、体只经过一次折射不能透出立方体. .已知该玻璃的折射率为已知该玻璃的折射率为 , ,求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值. .2【解析】【解析】将题所描述的光现象的立体图转将题所描述的光现象的立体图转化为平面图，考虑从玻璃立方体中心化为平面图，考虑从玻璃立方体中心O O发发出的一条光线，假设它斜射到玻璃立方体出的一条光线，假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射，如图所示，根据折射定上表面发生折射，如图所示，根据折射定律有律有nsin=sin nsin=sin 式中，式中，n n是玻璃的折射率，入射角等于是玻璃的折射率，入射角等于，是折射角是折射角. .现假
39、设现假设A A点是上表面表面积最小的不透明薄膜边缘上的一点点是上表面表面积最小的不透明薄膜边缘上的一点. .由由题意，在题意，在A A点刚好发生全反射，故点刚好发生全反射，故A A= = 2设线段设线段OAOA在立方体上表面的投影长为在立方体上表面的投影长为R RA A，由几何关系有，由几何关系有 式中式中a a为玻璃立方体的边长为玻璃立方体的边长. .由式得由式得 由题给数据得由题给数据得 由题意，上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是以由题意，上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是以R RA A为半径为半径的圆的圆. .所求的镀膜面积所求的镀膜面积SS与玻璃立方体的表面积与玻璃立方体的表面积S
40、 S之比为之比为 由得由得 答案：答案：AA22ARsinaR( )2 A2aR2 n1AaR22A26 RSS6aSS447.(20117.(2011海南高考海南高考) )一赛艇停在平静的一赛艇停在平静的水面上，水面上， 赛艇前端有一标记赛艇前端有一标记P P离水面的离水面的高度为高度为h h1 1=0.6 m=0.6 m，尾部下端，尾部下端Q Q略高于水略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端面；赛艇正前方离赛艇前端s s1 1=0.8 m=0.8 m处处有一浮标，示意如图有一浮标，示意如图. .一潜水员在浮标一潜水员在浮标前方前方s s2 2=3.0 m =3.0 m 处下潜到深度为处下潜到深度
41、为h h2 2=4.0 m=4.0 m时，看到标记刚好被浮时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端标挡住，此处看不到船尾端Q Q；继续下潜；继续下潜h=4.0 mh=4.0 m，恰好能看，恰好能看见见Q.Q.求：求：(1)(1)水的折射率水的折射率n n；(2)(2)赛艇的长度赛艇的长度l.(.(可用根式表示可用根式表示) )【解析】【解析】(1)(1)如图甲所示，如图甲所示， 1221122222s0.8shsin41ns3sin35sh(2)(2)刚好看到刚好看到Q Q点时的光路图如图乙所示点时的光路图如图乙所示. .x=sx=s1 1+s+s2 2+ +l y=hy=h2 2+h +
42、h sinC= sinC= n= n= 联立以上方程解得联立以上方程解得答案答案: :22xxy1sinC24 71975l 424 7191 23758.(20118.(2011山东高考山东高考) )如图所示，扇形如图所示，扇形AOBAOB为透明柱状介质的横截面，圆心角为透明柱状介质的横截面，圆心角AOBAOB=60=60. .一束平行于角平分线一束平行于角平分线OMOM的单色光由的单色光由OAOA射入介质，经射入介质，经OAOA折射的光线恰平行于折射的光线恰平行于OB.OB.(1)(1)求介质的折射率求介质的折射率. .(2)(2)折射光线中恰好射到折射光线中恰好射到M M点的光线点的光线
43、_(_(选填选填“能能”或或“不能不能”) )发生全反射发生全反射. .【解析】【解析】(1)(1)依题意作出光路图，如图甲所示依题意作出光路图，如图甲所示. . 由几何知识知由几何知识知入射角入射角i=60i=60, ,折射角折射角r=30r=30. .根据折射定律根据折射定律 代入数据代入数据求得求得(2)(2)如图乙所示，如图乙所示，i=30i=30，sini= sini= 而而iCiC，所以不能发生全反射，所以不能发生全反射. .答案答案: : (1) (2) (1) (2)不能不能sininsinrn3.1,213sinC.n33【方法技巧】【方法技巧】用程序法解决光的折射与全反射问
44、题的一般思路用程序法解决光的折射与全反射问题的一般思路(1)(1)根据已知条件作光路图根据已知条件作光路图. .(2)(2)确定入射角、折射角确定入射角、折射角. .(3)(3)运用折射定律或全反射规律列出方程运用折射定律或全反射规律列出方程. .(4)(4)求解作答求解作答. .9.(20109.(2010山东高考山东高考) )如图所示，一段横截面如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由圆弧形状，一细束单色光由MNMN端面的中点垂端面的中点垂直射入，恰好能在弧面直射入，恰好能在弧面EFEF上发生全反射，然上发生全
45、反射，然后垂直后垂直PQPQ端面射出端面射出. .(1)(1)求该玻璃棒的折射率求该玻璃棒的折射率. .(2)(2)若将入射光向若将入射光向N N端平移，当第一次射到弧面端平移，当第一次射到弧面EFEF上时上时_(_(选选填填“能能”、“不能不能”或或“无法确定能否无法确定能否”) )发生全反射发生全反射. .【解析】【解析】(1)(1)如图所示，单色光照射到如图所示，单色光照射到EFEF弧面上时恰好发生全弧面上时恰好发生全反射，由全反射的条件可知反射，由全反射的条件可知C=45C=45由折射定律得由折射定律得解得解得n=n=(2)(2)若将入射光向若将入射光向N N端平移，则光射至端平移，则
46、光射至EFEF弧面上的入射角大于临弧面上的入射角大于临界角界角C C，故能发生全反射，故能发生全反射. .答案答案: :(1) (2)(1) (2)能能1nsinC2210.(201010.(2010江苏高考江苏高考) )如图所示，一束激光从如图所示，一束激光从O O点由空气射入厚点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上表面的度均匀的介质，经下表面反射后，从上表面的A A点射出点射出. .已知入已知入射角为射角为i ,Ai ,A与与O O 相距相距l, ,介质的折射率为介质的折射率为n,n,试求介质的厚度试求介质的厚度d.d.【解析】【解析】设折射角为设折射角为r r，由折射定律，由折
47、射定律 和几何关系和几何关系l =2dtanr.=2dtanr.联立可解得厚度联立可解得厚度答案答案: :sininsinr22nsin id.2sinil22nsin i2sinil 光的色散光的色散 高考指数高考指数: :11.(201111.(2011安徽高考安徽高考) )实验表明，可见光通过三棱镜时各色光实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率的折射率n n随着波长随着波长的变化符合科西经验公式：的变化符合科西经验公式：其中其中A A、B B、C C是正的常量是正的常量. .太阳光进入三棱镜后发生色散的情形太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图所示如图所示. .则则( )( )24BC
48、nA，A.A.屏上屏上c c处是紫光处是紫光B.B.屏上屏上d d处是红光处是红光C.C.屏上屏上b b处是紫光处是紫光D.D.屏上屏上a a处是红光处是红光【解题指南】【解题指南】解答本题时应明确以下两点：解答本题时应明确以下两点：(1)(1)红光的波长大于紫光的波长红光的波长大于紫光的波长. . (2)(2)由科西经验公式明确折射率和波长的关系由科西经验公式明确折射率和波长的关系. .【解析】【解析】选选D.D.太阳光经过三棱镜后产生色散现象，在光屏上由太阳光经过三棱镜后产生色散现象，在光屏上由上至下依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫上至下依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫. .屏上屏上a a
49、处为红光，处为红光，屏上屏上d d处是紫光，处是紫光，D D正确正确. .12.(201112.(2011大纲版全国卷大纲版全国卷) )雨后太阳光入射到水滴中发生色散雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹而形成彩虹. .设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，面，入射光线在过此截面的平面内，a a、b b、c c、d d代表四条不同代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次是颜色的出射光线，则它们可能依次是( )( )A.A.紫光、黄光、蓝光和红光紫光、黄光、蓝光和红光B.B.紫光、蓝光、黄光和红光紫光、蓝光、黄光和
50、红光C.C.红光、蓝光、黄光和紫光红光、蓝光、黄光和紫光D.D.红光、黄光、蓝光和紫光红光、黄光、蓝光和紫光【解析】【解析】选选B.B.由题图可得：太阳光通过水滴折射后，偏折程度由题图可得：太阳光通过水滴折射后，偏折程度从小到大的排序为从小到大的排序为d d、c c、b b、a a，则介质对色光的折射率，则介质对色光的折射率为为:n:nd dnnc cnnb bnna a，色光的频率关系为：，色光的频率关系为：f fd dffc cffb bf1n= 1，所以光经空气进入玻璃速，所以光经空气进入玻璃速度减小度减小. .波长、波速和频率三者的关系是波长、波速和频率三者的关系是v=fv=f，光经空