光的折射

知識點(diǎn)：光的折射

一、折射定律

1.光的反射

(1)反射現(xiàn)象：光從第1種介質(zhì)射到該介質(zhì)與第2種介質(zhì)的分界面時(shí),一部分光會(huì)返回到第1

種介質(zhì)的現(xiàn)象.

(2)反射定律：反射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi),反射光線與入射光線分別位于

法線的兩側(cè):反射角等于入射角.

2.光的折射

(1)折射現(xiàn)象：光從第1種介質(zhì)射到該介質(zhì)與第2種介質(zhì)的把1面時(shí)，一部分光會(huì)進(jìn)入第2

種介質(zhì)的現(xiàn)象.

(2)折射定律

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);A

射角的正弦與折射角的正弦成正比,即式中小2是比例常數(shù)).

sinOi

(3)在光的折射現(xiàn)象中，光路是亙逆的.

二、折射率

1.定義

光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦之比,叫作這種介質(zhì)的絕

對折射率，簡稱折射率，即〃=sin2

sinOi

2.折射率與光速的關(guān)系

某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的傳播速度。與光在這種介質(zhì)中的傳播速度。之比，即

〃=c

V

3.理解

由于c＞。，故任何介質(zhì)的折射率〃都大王(填“大于”“小于”或“等于")1.

技巧點(diǎn)撥

一、折射定律

1.光的折射

(1)光的方向：光從一種介質(zhì)斜射進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向要發(fā)生變化.

(2)光的傳播速度：由。=’知，光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播速度一定發(fā)生變化.

n

注意：當(dāng)光垂直界面入射時(shí)，光的傳播方向不變，但這種情形也屬于折射，光的傳播速度仍

要發(fā)生變化.

(3)入射角與折射角的大小關(guān)系：當(dāng)光從折射率小的介質(zhì)斜射入折射率大的介質(zhì)時(shí)，入射角

大于折射角，當(dāng)光從折射率大的介質(zhì)斜射入折射率小的介質(zhì)時(shí)，入射角小于折射角.

2.折射定律的應(yīng)用

解決光的折射問題的基本思路：

(1)根據(jù)題意畫出正確的光路圖.

(2)利用幾何關(guān)系確定光路圖中的邊、角關(guān)系，要注意入射角、折射角是入射光線、折射光

線與法線的夾角.

(3)利用折射定律/尸折射率與光速的關(guān)系〃列方程，結(jié)合數(shù)學(xué)三角函數(shù)的關(guān)系進(jìn)

sin02v

行運(yùn)算.

二、折射率

1.對折射率的理解

(1)折射率

〃=sin?\a為真空中的光線與法線的夾角，不一定為入射角；而仍為介質(zhì)中的光線與法線

sin62

的夾角，也不一定為折射角.

(2)折射率〃是反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量，它的大小由介質(zhì)木身和光的頻率共同決定，與

入射角、折射角的大小無關(guān)，與介質(zhì)的密度沒有必然聯(lián)系.

2.折射率與光速的關(guān)系：〃

V

⑴光在介質(zhì)中的傳播速度。跟介質(zhì)的折射率，7有關(guān)，4:光在真空中的傳播速度C大于光

在任何其他介質(zhì)中的傳播速度所以任何介質(zhì)的折射率〃都大于1.

(2)某種介質(zhì)的折射率越大，光在該介質(zhì)中的傳播速度越小.

例題精練

1.(浙江)用激光筆照射透明塑料制成的光盤邊緣時(shí)觀察到的現(xiàn)象如圖所示。入射點(diǎn)。和

兩出射點(diǎn)P、Q恰好位于光盤邊緣等間隔的三點(diǎn)處，空氣中的四條細(xì)光束分別為入射光

束a、反射光束b、出射光束c和d。已知光束a和b間的夾角為90°,則()

A.光盤材料的折射率n=2

B.光在光盤內(nèi)的速度為真空中光速的三分之二

C.光束b、c和d的強(qiáng)度之和等于光束a的強(qiáng)度

D.光束c的強(qiáng)度小于O點(diǎn)處折射光束OP的強(qiáng)度

【分析】依題意畫出光路圖，由幾何關(guān)系求得在O點(diǎn)的入射角和折射角的值，由折射定

律求得材料的折射率：由介質(zhì)中光速與直空中光速的關(guān)系式求得光在光梆■內(nèi)的速度為真

空中光速的倍數(shù)關(guān)系；由能量守恒定律分析各光速強(qiáng)度之間的關(guān)系，依據(jù)無能量損失時(shí)，

入射光的強(qiáng)度等于反射光和折射光的強(qiáng)度之和進(jìn)行解析。

【解答】解：AB、依題意的光路圖如右圖所示，

由題意可知：Z00rP=120°,可得在0點(diǎn)處的折射角：y=30°,

由題意可知：a+p=90',由反射定律得：a=0,解得：a=p=45°,

由折射定律得：n-s嗎噂：用

smrsin30

光在光盤內(nèi)的速度：v=￡■二gc

n2

光盤材料的折射率n=&,光在光盤內(nèi)的速度為真空中光速的坐，故AB錯(cuò)誤；

C、由能量守恒定律可知：若忽略光在傳播過程的能量衰減，則光束a的強(qiáng)度應(yīng)等于光束

b、c、d和c的強(qiáng)度之和，若考慮光在傳播過程的能量衰減，則光束a的強(qiáng)度應(yīng)大于光束

b、c、d和c的強(qiáng)度之和，總之光束a的強(qiáng)度應(yīng)一定大丁光束b、c和d的強(qiáng)度之和，故

C錯(cuò)誤。

D、在P點(diǎn)處光束OP為入射光束，而光束c和光束PQ分別為折射和反射光束，由能量

守恒定律可知：在P點(diǎn)處光束OP的強(qiáng)度等于光束c和光束PQ的強(qiáng)度之和，因此無論是

否考慮傳播過程能量衰減，光束c的強(qiáng)度一定小于O點(diǎn)處折射光束OP的強(qiáng)度，故D正

確。

故選：Do

b

【點(diǎn)評】本題考查了幾何光學(xué)中折射定律的應(yīng)用，以及在光傳播過程中能量守恒的相關(guān)

問題，較簡單屬基礎(chǔ)題目。需理解在無能量損失的情況下，入射光的強(qiáng)度等于反射光和

折射光的強(qiáng)度之和。

2.（海淀區(qū)校級月考）一束復(fù)色光以入射角i從玻璃界面MN射向空氣時(shí)分成a、b、c三束

光，如圖所示，則下面說法中不正確的是（）

B.c光的光子頻率最大

C.在真空中b光速度最大

D.若逐漸增大入射角i,c光將首先消失

【分析】由圖看出三束光的入射角i相同，a光的折射角最小，c光的折射角最大，根據(jù)

折射定律分析折射率大小關(guān)系，再根據(jù)v=q分析速度關(guān)系，根據(jù)折射定律明確增大入射

n

角時(shí)哪一束光先消失。

【解答】解：AC、由圖看出三束光的入射角i相同，a光的折射角最小，c光的折射角最

大,根據(jù)折射定律n=^與得知，a光的折射率最小，由v=2分析得知，在玻璃中a

sinin

光的速度最大，c光的速度最小，故A正確，C錯(cuò)誤；

B、a光的折射率最小，c光的折射率最大，則a光的頻率最小，c光的頻率最大，故B

正確；

C、c光的折射率最大，所以若逐漸增大入射角i,c光的折射角最先達(dá)到90°,故c光

最先消失，故D正確。

本題選錯(cuò)誤的，

故選：Co

【點(diǎn)評】本題關(guān)鍵考查折射定律以及光的頻率、波長、波速等與折射率的關(guān)系，要注意

在求介質(zhì)的折射率時(shí)，是由空氣中的角的正弦值與介質(zhì)中角的正弦值的比值。

隨堂練習(xí)

1.（相城區(qū)校級月考）一束光從空氣射向折射率為的某種介質(zhì)，若反向光線與折射光線

垂直，已知真空中的光速為C,則下列說法正確的是（）

A.光的入射角為30°B.介質(zhì)中的光速為畬c

C.光的入射角為60°D.光的入射角為45°

【分析】根據(jù)反射光線與折射光線垂直可知反射角和折射角之和為9（）。，根據(jù)折射定律

求解入射角；Hdv一且求解光在介質(zhì)中的傳播速度。

n

【解答】解：設(shè)入射角為i,折射角為r,則反射角為i,

根據(jù)題意，由兒何關(guān)系可得，i+r=90°,

由折射定律有n=、

sinr

聯(lián)立解得i=60°,

所以光在介質(zhì)中的傳播速度為丫=￡=%=返土，故C正確，ABD錯(cuò)誤。

nV33

【點(diǎn)評】解決該題需要正確利用題意中反射角和折射角之和為90°,熟記折射定律的表

達(dá)式以及光在介質(zhì)中的傳播速度求解公式。

2.（丹東一模）一束由A、B兩種單色光組成的復(fù)色光，在真空中以一定的角度從三棱鏡的

一側(cè)射入，從另一側(cè)射出，光路如圖所示。下列說法正確的是（)

A

A.在同種介質(zhì)中，B光的波長比A光的波長短

B.A、B兩種光在該棱鏡中的傳播速度一樣大

C.若B光能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，A光也能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)

D.用同一雙縫干涉裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)，A光的條紋間距比B光的窄

【分析】由兩束光的偏折程度大小判斷兩光的折射率大小，則可知兩光的頻率大小，可

知在同種介質(zhì)中波長長短關(guān)系；根據(jù)v=q可知兩種光在該棱鏡中的傳播速度不一樣大;

n

根據(jù)發(fā)生光電效應(yīng)的條件可判斷A光是否能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)；根據(jù)4乂=工人可

d

比較用同一雙縫干涉裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)條紋間距的大小。

【解答】解：A、由光路圖可知，兩束光以相同的角度入射，B光的偏折程度大，所以B

光的折射率比A光的折射率大，則B光的頻率比A光的頻率大，可知在同種介質(zhì)中，B

光的波長比A光的波長短，故A正確；

B、根據(jù)v=2可知，AB兩種光在該棱鏡中的傳播速度不一樣大，故B錯(cuò)誤：

n

C、因?yàn)榘l(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，因?yàn)锽光的頻率比A

光的頻率大，則B光能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，A光不一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng),

故C錯(cuò)誤；

D、根據(jù)△x=L、可知用同一雙縫干涉裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)，A光的條紋間距比B光的寬，故D

d

錯(cuò)誤。

故選：Ao

【點(diǎn)評】本題考查了光的折射、干涉及光電效應(yīng)等問題，考查知識點(diǎn)全面，重點(diǎn)突出，

充分考查了學(xué)生掌握知識與應(yīng)用知識的能力。

3.（江蘇模擬）玻璃中有一個(gè)球形氣泡。一束平行光射入氣泡，下列光路圖中正確的是（）

玻璃

A.B.

?<?*

裝璃

c.D.跋璃

【分析】光由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角，光由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介

質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角，由此可求解。

【解答】解：光從玻璃進(jìn)入空氣，即由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，入射角小于折射角，后

來又從玻璃進(jìn)入空氣，則入射角大于折射角，其光路圖如圖所示，故B正確，ACD錯(cuò)誤。

故選：Bo

【點(diǎn)評】本題考查了光的折射，關(guān)鍵是作出光路圖軾助分析，本題難度較小，考查了學(xué)

生掌握知識與應(yīng)用知識的能力。

4.（六合區(qū)校級月考）如圖所示，折射率為詢?nèi)忡R，橫截面為直角三角形ABC,ZA

=90°,NB=30°,D為AB邊上一點(diǎn)，且XBD=2XDA0一束平行光平行于BC從AB

邊射入三棱鏡，光在真空中傳播的速度為c。下列說法正確的是（）

A.光在AB邊的折射侑為45°

B.光在三棱鏡中的傳播速度為J圣

C.光從BD之間入射，能從BC邊射出

D.光從AD之間入射，不能從AC邊射出

【分析】從圖中得到AB邊入射的入射角，根據(jù)折射定律，可以計(jì)算折射角，畫出折射

光線，根據(jù)折射定律可以計(jì)算發(fā)生全反射的臨界角，可判斷是否有光線射出。

【解答】解：A、折射率“星也，由圖得，入射角為i=60",故折射角為r=30°,

sinr

故A錯(cuò)誤；

B、光在三棱鏡中的傳播速度V.當(dāng)o故B錯(cuò)誤；

n3

C、光從BD之間入射，折射角為r=30°。也就是在射入BC邊界時(shí)，入射角為60°,

又因?yàn)?/p>

sinC=L當(dāng)，sin60°＞坐，發(fā)生了全反射，光不能從BC邊射出，故C錯(cuò)誤；

n33

D、光從AD之間入射，折射角為r=3O°,也就是在射入AC邊界時(shí)，入射角也為60°,

大于臨界角，故發(fā)生全反射，光不能從AC邊射出，故D正確；

故選：Do

【點(diǎn)評】本題關(guān)鍵是畫出光路圖，利用折射定律求解發(fā)生全反射的臨界角。

綜合練習(xí)

一.選擇題（共15小題）

1.（日照一模）下列現(xiàn)象屬于折射現(xiàn)象的是（）

A.白光經(jīng)過楊氏雙縫得到彩色圖樣

B.白光照射肥皂膜呈現(xiàn)彩色圖樣

C.白光經(jīng)過三棱鏡得到彩色圖樣

D.白光照射單縫后，在光屏上出現(xiàn)彩色條紋

【分析】明確光學(xué)中的干涉，衍射現(xiàn)象的成因及圖樣，從而確定哪一種現(xiàn)象是折射現(xiàn)象。

【解答】解：A、白光經(jīng)過楊氏雙縫得到彩色條紋是光的干涉現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；

B、白光照射肥皂膜呈現(xiàn)彩色圖樣是光的薄膜干涉現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；

C、白光經(jīng)過三棱鏡得到彩色圖樣是光的折射現(xiàn)象，故C正確；

D、白光照射單縫后，在光屏上出現(xiàn)彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。

故選：Co

【點(diǎn)評】本題考查光學(xué)上的一些現(xiàn)象，干涉，衍射等，明確每一種現(xiàn)象的成因及圖樣是

解決本題的關(guān)鍵，注意每個(gè)現(xiàn)象的成因也是學(xué)生容易出現(xiàn)混亂的地方。

2.（江蘇模擬）如圖所示，Z\ABC是一直角三棱鏡的橫截面，ZA=30°,NB=90°。一

細(xì)光束從AB邊上的D點(diǎn)以與AB邊成45°角射入三棱鏡,AD長度為a,AC長度為2傷,

三棱鏡的折射率為n=&,光在真空中的傳播速度為c,不考慮多次反射。下列說法正

確的是（）

A.光在三棱鏡中發(fā)生全反射的臨界角為30°

B.光在AC面上一定發(fā)生仝反射

C.光在BC面上一定發(fā)生全反射

D.光束在三棱鏡中傳播的時(shí)間為工運(yùn)

c

【分析】根據(jù)臨界角的定義n—Ar求解臨界角，再根據(jù)光路圖確定光是否在AC或BC

sinC

面上發(fā)生全反射；根據(jù)幾何知識求出該光束從射入三棱鏡到第一次射出三棱鏡的傳播距

離，由v=q求出光束在三棱鏡中傳播速度，從而求得傳播時(shí)間。

n

【解答】解：A、根據(jù)臨界角的定義可知，解得臨界角C=45°,故A錯(cuò)誤；

sinC

B、光線在AB界面上發(fā)生折射，光路圖如圖所示，因1""二,故AB面折射角r

sinr

=30°。因?yàn)镹A=30'，所以在4ADE中，4ADE是等腰三角形，根據(jù)幾何關(guān)系可得

光束在AC界面上的入射角i2=60°,大于臨界角，因此光線在AC邊發(fā)生全反射，故B

正確：

C、根據(jù)幾何關(guān)系可知，光束從BC邊垂直射出，出射光線與BC界面的夾角為90°,故

C錯(cuò)誤

D、由幾何關(guān)系有AD=DE=a,AE=2ADcos30°,EF=(AC-AE)cos300,根據(jù)公

式nE,聯(lián)立解得t』E+EF=a°a,故口錯(cuò)誤。

vv2c

故選:Bo

【點(diǎn)評】本題的關(guān)鍵是掌握全反射條件，要知道當(dāng)光從介質(zhì)射向空氣時(shí)就要考慮能否發(fā)

生全反射；要能根據(jù)題意作出光路圖，利用光的幾何特性，來尋找角與角的關(guān)系，求出

光桂，即可求出光在介質(zhì)中的時(shí)間。

3.(紅橋區(qū)校級期中)如織所示，ABC為直角三棱鏡，ZA=30°,NB=9()。，一束單色

光從AB邊上的D點(diǎn)平行AC射入，折射光線剛好交于C點(diǎn)，已知BD=」AD,貝！三棱

鏡的折射率為()

A.V3B.C.72D.

【分析】根據(jù)題意作出光路圖，由幾何關(guān)系求出入射角與折射角，然后根據(jù)折射率的定

義求出折射率。

【解答】解：設(shè)BC長為d,由幾何關(guān)系可得，AB=J5d,BD=爭，

由幾何關(guān)系，光束在D點(diǎn)的入射角i=60°,

設(shè)折射角為r，則幾何關(guān)系sinr=7=^2=

7BD2+BC22

返

??o

則折射率11=絲蟲-=千=時(shí)，故A正確，BCD錯(cuò)誤。

sinr_L

2

故選：Ao

【點(diǎn)評】本題考查了光的折射問題，處理幾何光學(xué)題問題的關(guān)鍵是，分析清楚光的傳播

過程，作出光路圖，應(yīng)用幾何知識求出入射角與折射角，應(yīng)用折射率公式即可解題°

4.（山東月考）彩虹是由陽光進(jìn)入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射,最后離開水

滴時(shí)再折射一次形成。彩虹形成的示意圖如圖所示，一束白光L由左側(cè)射入水滴，a、b

是向光射入水滴后經(jīng)過一次反射和兩次折射后的兩條出射光線（a、b是單色光）。下列關(guān)

于a光與b光的說法正確的是（）

A.水滴對a光的折射率小于對b光的折射率

B.a光在水滴中的傳播速度小于b光在水滴中的傳播速度

C.用同一臺(tái)雙縫干涉義做光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光相鄰的亮條紋間距大于b光的相鄰亮

條紋間距

D.a、b光在水滴中傳播的波長都比各自在真空中傳播的波長要長

【分析】根據(jù)光線進(jìn)入水滴時(shí)偏折程度分析水滴對兩光折射率的大小關(guān)系，根據(jù)光速與

折射率關(guān)系v=q分析兩光在水滴中傳播速度的關(guān)系，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式^x=

n

L入比較條紋間距的寬窄：根據(jù)|]=￡-=「1=）￡,分析光在水滴中與在真空中的波

dvXfX

長關(guān)系。

【解答】解：A、白光L進(jìn)入水滴時(shí)，a、b兩光的入射角相等，而折射角不等，Ha光

的折射角較小，根據(jù)折射率定義式"知水滴對a光的折射率大于對b光的折射率，

sinr

故A錯(cuò)誤；

B、水滴對a光的折射率大于對b光的折射率，根據(jù)光速與折射率關(guān)系v=2分析知道a

n

光在水滴中的傳播速度小于b光在水滴中的傳播速度，故B正確；

C、折射率越大的光波長越短，即知a光波長較短，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式Ax=L入，

d

可知a光相鄰的亮條紋間距小于b光的相鄰亮條紋間距，故C錯(cuò)誤；

c人仆入口

D、設(shè)光在真空中的波長為入o,在水滴中波長為入，頻率為f，根據(jù)n=q=—-=「4,

vKfK

知n>1,所以.A<Ao,即a、h光在雨滴中傳播的油長都比各自在直空中傳播的波長要

短，故D錯(cuò)誤。

故選：Bo

【點(diǎn)評】解決本題時(shí)，首先需要根據(jù)光路圖并結(jié)合折射定律分析兩光的折射率大小關(guān)系，

知道折射率越大的光其波長越短,熟記光速公式v=￡和雙縫干涉條紋間距公式入,

nd

并能熟練運(yùn)用。

5.（湖北期末）如圖所示，一透明玻璃半球豎直放置，00'為其對稱軸，0為球心，球半

徑為R,半球左側(cè)為圓面，右側(cè)為半球面?，F(xiàn)有一束平行光從其左側(cè)垂直于圓面射向玻

璃半球，玻璃半球?qū)υ摴獾恼凵渎蕿檠?，真空中的光速為c,不考慮光在玻璃中的多次

反射，則從左側(cè)射入剛好能從右側(cè)半球面射出的入射光束偏折后到與對稱軸OO'相交所

用的傳播時(shí)間I為（）

【分析】先分析全反射現(xiàn)象，求出到C點(diǎn)時(shí)間，再求出在玻璃外運(yùn)動(dòng)時(shí)間即可。

【解答】解：設(shè)光射到半球面上的C點(diǎn)剛好發(fā)生全反射，如圖

則由折射定律有

n=會(huì)1

sini

可得入射角為i=45°,折射角為r=90°,在aOCD中LCD=R

在半球內(nèi)部，入射光線到C點(diǎn)的距離為

V2

Lc=-R

2

光在玻璃中的傳播速度為

n

光從入射點(diǎn)傳播到D點(diǎn)的時(shí)間為

LLc[5

Vc

聯(lián)立解得

1=至

C

故C正確，ABD錯(cuò)誤,

故選：Co

【點(diǎn)評】本題考直九的折射定律，在處理全反射現(xiàn)象問題時(shí)，耍注意臨界角和折射率的

關(guān)系。

6.（昆山市校級模擬）在用兩面平行的玻璃磚測定玻璃的折射率的實(shí)驗(yàn)中，其實(shí)驗(yàn)光路如圖

所示，對實(shí)驗(yàn)中的一些具體問題，下列說法錯(cuò)誤的是（)

A.為了減少作圖誤差，C和D的距離應(yīng)適當(dāng)取大一些

B.若A、B的距離較大時(shí)，通過玻璃磚會(huì)看不到A、B的像

C.為了減少測量誤差,A、B連線與法線NN'的夾角應(yīng)適當(dāng)大一些

D.若A、B連線與法線NN'間夾角過大時(shí)，有可能在bb'一側(cè)看不清A、B的像

【分析】A、B及C、D之間的距離適當(dāng)大些，這樣引起的角度的誤差較小，可提高精度；

入射角心盡量大些，折射角也會(huì)大些，角度的相對誤差會(huì)減??；

根據(jù)光路可逆性原理可知，折射光線不會(huì)在玻璃磚的內(nèi)表面發(fā)生全反射二

【解答】解：A、折射光線是通過C、D的直線來確定的,大頭針間的距離太小,引起的

角度會(huì)較大，故C和D的距離應(yīng)適當(dāng)取大一些，可以提高準(zhǔn)確度，故A正確；

B、根據(jù)光路可逆性原理可知，光線一定會(huì)從下表面射出，折射光線不會(huì)在玻璃磚的下表

面發(fā)生全反射，則即使A、B的距離較大時(shí)，通過玻璃磚仍然可以看到A、B的像，故B

錯(cuò)誤；

C、A、B連線作為入射光線，A、B連線與法線NN的夾角即為入射角日，入射角盡量大

些，折射角也會(huì)大些，折射現(xiàn)象較明顯，角度的相對誤差會(huì)減小，故C正確；

D、若A、B連線與法線NN，間夾角過大時(shí)，光線從下表面射出時(shí)光強(qiáng)減弱，有可能在bS

一側(cè)看不清A、B的像，故D正確.

本題選錯(cuò)誤的，故選：Bo

【點(diǎn)評】用插針法測定玻璃磚折射率時(shí)，大頭針間的距離和入射角都應(yīng)適當(dāng)大些，可減

小角度引起的相對誤差，提高精度.

7.（常州期木）如圖所示，a、b兩束單色光射向半圓形玻璃磚的圓心O,折射后從玻璃磚

的同一點(diǎn)射出，則（）

A.玻璃對a光的折射率小于對b光的折射率

B.a光光子的動(dòng)量大于b光光子的動(dòng)量

C.在玻璃中，a光的速度大于b光的速度

D.a、b光通過同一個(gè)雙縫干涉裝置，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距

【分析】根據(jù)光線的偏折程度比較折射率大小，從而得出波長的大小關(guān)系，由人=&分析

P

光子動(dòng)量大小，由v=￡分析光在玻璃中速度大小，結(jié)合雙縫干涉條紋間距公式△xuL/

nd

分析干涉條紋間距關(guān)系。

【解答】解：A、a、b兩束單色光射向半圓形玻璃磚的圓心0,折射后從玻璃磚的同一

點(diǎn)射出，則兩光線折射角相同，根據(jù)口星也可知，a光折射率大，b光折射率小，故A

sinr

錯(cuò)誤;

、光折射率大，則光的頻率高，波長短，故光光子的動(dòng)量大于光光子

Baap=A,ab

的動(dòng)量，故B正確；

C、在玻璃中根據(jù)速度公式可得丫三，故a光的速度小于b光的速度，故C錯(cuò)誤；

n

D、a光的頻率高，波長短，a、b光通過同一個(gè)雙縫干涉裝置.，根據(jù)干涉條紋間距公式

△J人可知a光的干涉條紋間距小于b光的干涉條紋間距，故D錯(cuò)誤。

d

故選：Bo

【點(diǎn)評】解決本題的突破口在于通過光的偏折程度比較出光的折射率的大小，從而分析

出頻率、波長等大小關(guān)系，進(jìn)一步分析光子的動(dòng)量、光速、干涉條紋間距的大小。

8.（秦淮區(qū)校級月考）如圖，a和b兩單色光，以適當(dāng)?shù)慕嵌认虬雸A形玻璃磚射入真空，出

射光線都從圓心0沿0c方向射出，則下列說法正確的是（)

b

A,a光的頻率比b光的小

B.a光的全反射臨界角比b光的小

C.分別通過同一雙縫干涉裝置，a光比b光的相鄰亮條紋間距大

D.兩光在同一介質(zhì)中傳播，a光的傳播速度比b光的大

【分析】本題應(yīng)根據(jù)光的偏折程度比較a、b兩束光的折射率大小，并比較出頻率的大小，

由臨界角與折射率的關(guān)系判斷；由v=q比較光在介質(zhì)中的速度大小，根據(jù)波長的大小，

n

分析條紋間距的寬度.

【解答】解：A、由圖看出a光的偏折角大于b光的偏折角，根據(jù)折射定律可知a光的折

射率大于b光的折射率，根據(jù)頻率與折射率的關(guān)系可知，a光的頻率大于b光的頻率，故

A錯(cuò)誤；

B、a光的折射率大，b光的折射率小，根據(jù)sinC=』可知，a光的全反射臨界角比b光

n

的小，故B正確；

C、a光的頻率大，則波長小，根據(jù)雙縫干涉條紋間距公式4XML,人可知，a光比b光

d

的相鄰亮條紋間距小，故C錯(cuò)誤；

D、a光的折射率大，b光的折射率小，根據(jù)v=￡?,兩光在同一介質(zhì)中傳播，a光的傳播

n

速度比b光的傳播速度小，故D錯(cuò)誤。

故選：Bo

【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵通過光的偏折程度比較出光的折射率的大小，掌握折射率、頻

率、波長、在介質(zhì)中的速度大小等大小關(guān)系.

9.（臨胸縣校級月考）酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上你會(huì)看到在一定距離之外的地面顯

得格外明亮，仿佛是?片“水面”，似乎還能看到遠(yuǎn)處車、人的倒影。但當(dāng)你靠近“水面”

時(shí)，它也隨你的靠近而后退，該現(xiàn)象是由下列光的哪種現(xiàn)象造成的（）

A.光的折射B.光的全反射C.光的干涉D.光的衍射

【分析】發(fā)生全反射的條件是光從密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，入射角大于臨界角，根據(jù)全反

射知識進(jìn)行分析.

【解答】解?：酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上，地面附近層的空氣溫度比上層高，密

度比上層小，折射率比上層小，光照射到地表時(shí)發(fā)生全反射，故ACD錯(cuò)誤，B正確。

故選：Bo

【點(diǎn)評】主要是要明白課本上見過的類似沙漠蜃景現(xiàn)象的原理，應(yīng)用理論來分析生活中

的現(xiàn)象，難度稍大.

10.（瓦房店市校級期末）如圖，一束白光沿半徑方向從A點(diǎn)射入半圓形玻璃磚，在O點(diǎn)發(fā)

生反射和折射，折射光照在光屏上，a、b為折射光的上下邊界，c為反射光，若入射點(diǎn)

由A向B緩慢移動(dòng)，并保持白光沿半徑方向入射到0點(diǎn)，可以觀察到各色光在光屏上陸

續(xù)消失，在光帶完全消失之前，卜列說法正確的有（）

A.c光逐漸變暗

B.ab光帶逐漸變亮

C.a光與b光相比，a光先消失

D.單色光a通過玻璃芯所需的時(shí)間小于單色光b通過玻璃磚所需的時(shí)間

【分析】光線從光密介質(zhì)射到光疏介質(zhì)，隨入射角的增大，反射光將加強(qiáng)，折射光減弱，

當(dāng)入射角達(dá)到全反射臨界角時(shí)該光將發(fā)生全反射，從光屏上消失，分析臨界角大小可得

出最先發(fā)生全反射的光，即為光屏上最先消失的光；根據(jù)光的偏折程度，即可判斷折射

率的大小，由v=q分析光在玻璃磚中的傳播速度大小，來比較傳播時(shí)間關(guān)系。

n

【解答】解：AB、入射點(diǎn)從A向B緩慢移動(dòng)時(shí)，光線射到直邊的入射角增大，越來越

多的光發(fā)生全反射，故c光逐漸變亮，ab光帶逐漸變暗，故AB錯(cuò)誤；

C、根據(jù)偏折程度可知，單色光a的折射率小于單色光b的折射率，光線從玻璃磚射入空

氣時(shí)，b光的折射角先達(dá)到90°,先發(fā)生全反射，故a光與b光相比，b光先消失，故C

錯(cuò)誤；

D、由門二工知，單色光a在玻璃中的速率比b的大，故通過玻璃磚所需的時(shí)間小于單色

v

光b通過玻璃磚所需論時(shí)間，故D正確。

故選：D。

【點(diǎn)評】本題中應(yīng)記住七色光中從紅到紫，紅光的波長最長，折射率最小，而紫光的頻

率最高，折射率最大，掌握全反射條件，并能分析具體問題。

11.（常熟市校級月考）如圖ABCDE為單反照相機(jī)取景器中五棱鏡的一個(gè)截面示意圖，AB

1BC,由a、b兩種單色光組成的細(xì)光束從空氣垂直于AB射入棱鏡，經(jīng)兩次反射后光線

垂直于BC射出，且在CD、AE邊只有a光射出，光路如圖中所示.則a、b兩束光（）

A.在真空中，a光的傳播速度比b光的大

B.以同的入射角從空氣斜射入相水中，b光的折射角較小

C.在棱鏡內(nèi)，a光的傳播速度比b光的小

D.分別通過同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰亮條紋間距小

【分析】所有色光在真空中的傳播速度相同.由圖看出光線在CD界面上，相同的入射

角的a光發(fā)生了折射，b光發(fā)生了全反射，說明b光比a光折射率大，由v=2分析光在

n

棱鏡中速度大小.由折射率越大，頻率越大，波長越短，分析波長的大小，即可判斷干

涉條紋間距的大小.

【解答】解：A、所有光在真空中有相同的速度，都是3'10品入故A錯(cuò)誤；

B、由圖知：光線在CD界面上，a、b兩光入射角相同，a光發(fā)生了折射，b光發(fā)生了全

反射，說明棱鏡對b光的折射率比a光大，根據(jù)折射定律門二舁也可知，以同的入射角

sinr

從空氣斜射入相水中，b光的折射角較小，故B正確。

C、由公式v=2分析知在棱鏡內(nèi)，a光的傳播速度比b光的大，故C錯(cuò)誤：

n

D、折射率小的光波長大，而雙縫干涉條紋間距與波長成正比，則知通過同一雙縫干涉裝

置，a光的相鄰亮條紋旬距大，故D錯(cuò)誤。

故選：Bo

【點(diǎn)評】本題考查了光的折射和干涉現(xiàn)象.關(guān)鍵要根據(jù)光路圖正確判斷出折射率的大小，

再根據(jù)其他量與折射率的關(guān)系進(jìn)行分析.

12.（江蘇模擬）打磨某剖面如圖所示的寶石時(shí)，必須將OP、0Q邊與軸線的夾角8切割在

0|<3<私的范圍內(nèi)，才能使從MN邊垂直入射的光線，在OP邊和0Q邊都發(fā)生全反射

（僅考慮如圖所示的光線第一次射到0P邊并反射到0Q邊后射向MN邊的情況），則卜.

列判斷正確的是（）

A.若8>也，光線一定在0P邊發(fā)生全反射

B.若。>也，光線會(huì)從0Q邊射出

C.若。V&光線會(huì)從0Q邊射出

D.若eve】光線會(huì)在OP邊發(fā)生全反射

【分析】發(fā)生全反射的條件是光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，且入射角大于臨界角.根據(jù)

條件：e在BiVBVW的范圍內(nèi)，才能使從MN邊垂直入射的光線，在OP邊和OQ邊都

發(fā)生全反射，結(jié)合幾何關(guān)系分析臨界角的范圍，再進(jìn)行判斷.

【解答】解：AB、從MN邊垂直入射，由幾何關(guān)系可知光線射到PO邊上時(shí)的入射角i

=--0，據(jù)題：8在BiVeVE的范圍內(nèi)，才能使從MN邊垂直入射的光線，在OP邊

2

和邊都發(fā)生全反射，說明臨界角的范圍為：

OQc2L-O2<C<2L-01O

22

若6>仇，光線在PO上入射角i=2L-ev匹-%VC,故光線在OP邊一定不發(fā)生全

22

反射，會(huì)從OP邊射出。故AB錯(cuò)誤。

CD、若i=--0>—-01>C,故光線在OP邊會(huì)發(fā)生全反射。根據(jù)幾何關(guān)系

22

可知光線OQ邊上入射角i’較大，光線會(huì)在OQ邊發(fā)生全反射，故C錯(cuò)誤，D正確。

故選：D。

【點(diǎn)評】本題關(guān)鍵要掌握全反射的條件，熟練應(yīng)用幾何知識幫助分析入射角的大小，即

可進(jìn)行判斷.

13.（浙江模擬）如圖所示，一細(xì)束紅藍(lán)復(fù)色光垂直于AB邊射入直角三棱鏡，在AC面上

反射和折射分成兩束細(xì)光束，其中一束細(xì)光束為單色光束。若用vi和V2分別表示紅、膿

光在三棱鏡內(nèi)的速度，下列判斷正確的是（)

A.vi<V2>單色光束為紅色B.v|Vv2，單色光束為藍(lán)色

C.vi>v2,單色光束為紅色D.vi>V2，單色光束為藍(lán)色

【分析】復(fù)色光照射到AC面上，由于不同色光的折射率不同，臨界角不同，既反射發(fā)

射又發(fā)生折射時(shí)，反射光仍然為復(fù)色光，則折射光為單色光，知有一色光發(fā)生全反射,

根據(jù)全反射的條件判斷哪一色光發(fā)生了全反射。根據(jù)v=q比較光在介質(zhì)中的傳播速度。

n

【解答】解：紅光的折射率小于藍(lán)光，根據(jù)v=工知，V|AV2.再根據(jù)sinC=1,知藍(lán)光

nn

的臨界角比較小，藍(lán)光發(fā)生了全反射，則折射出去的單色光是紅光。故C正確，A、B、

D錯(cuò)誤。

故選：Co

【點(diǎn)評】解決本題的關(guān)鍵知道各種色光的折射率大小，以及掌握在介質(zhì)中的速度與折射

率的關(guān)系和全反射的條件。

14.（東湖區(qū)月考）某同學(xué)潛入游泳池中，仰頭看游泳誼天花板上的燈，他看到燈的位置

（）

A.比實(shí)際位置高B.比實(shí)際位置低

C.和實(shí)際位置一樣高D.無法判斷

【分析】根據(jù)光的折射規(guī)律答題：當(dāng)光從空氣斜射入水中時(shí)，會(huì)發(fā)生折射，折射角小于

入射角，折射光線向法線方向靠近.

【解答】解：墻壁上的燈發(fā)出的光斜射入水中時(shí)，發(fā)生折射，折射角小于入射角，折射

光線向法線方向偏折，折射光線進(jìn)入運(yùn)動(dòng)員的眼睛，運(yùn)動(dòng)員看到了墻壁上的燈；運(yùn)動(dòng)員

認(rèn)為光始終沿直線傳摧，運(yùn)動(dòng)員認(rèn)為燈在折射光線的反向延長線上，運(yùn)動(dòng)員看到的“燈”

是燈的折射光反向延長線相交形成的虛像，比燈的實(shí)際位置高，

故選：Ao

【點(diǎn)評】岸上的人觀察水中的物體時(shí)，會(huì)看到比原位置高的虛像，同樣，在水中觀察岸

上的物體時(shí)，也會(huì)看到比原位置高的虛像，這是因?yàn)檎凵鋾r(shí)，光路是可逆的.

15.（東湖區(qū)月考）在圖中是光線在空氣中和玻璃中傳播的情形，其中NN'_LMM',Z3

A.BO不可能是入射無線B.OA可能是入射光線

C.空氣在界面的左側(cè)D.折射角一定是N1

【分析】（1）光的反射定律：反射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi)，反射光線、

人射光線分居法線兩側(cè)，反射角等十人射角；

（2）光的折射定律：折射光線、入射光線和法線都在同一平面內(nèi)，折射光線、入射光線

分居法線兩側(cè)，當(dāng)光從空氣斜射入水中時(shí)，折射角小于入射角，而當(dāng)光從水中斜射入空

氣中時(shí)，折射角大于入射角.

（3）根據(jù)反射定律內(nèi)容和折射定律內(nèi)容解答.

【解答】解：根據(jù)光的反射定律，入射光線與法線的夾角為入射角，反射光線與法線的

夾角為反射角，并且入射角等于反射角；

由圖可知，Z4=Z5,故NN'是界面，MM'是法線，所以B0是入射光線，0C是反

射光線，0D為折射光線，N2為折射角；

因?yàn)檎凵浣切∮谌肷浣牵虼斯饩€是從空氣斜射入玻璃種的，故空氣在界面的左側(cè)。

故選：Co

【點(diǎn)評】此題主要考查光的反射定律和折射規(guī)律，對反射光線、折射光線、反射角、折

射角等一定要記準(zhǔn)確.

二.多選題（共15小題）

16.（寶雞期末）一束光從介質(zhì)1進(jìn)入介質(zhì)2,如圖所示，下列對于1,2兩種介質(zhì)的光學(xué)屬

性判斷正確的是（)

介質(zhì)1

介順2

A.介質(zhì)1是光密介質(zhì)

B.介質(zhì)1的折射率小

C.光在介質(zhì)2中傳播速度大

D.光在介質(zhì)2中的頻率大

【分析】由光路圖可知入射角與折射角的大小。根據(jù)光從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)折射時(shí).，

入射角大于折射角，判斷折射率的大小。由公式v=f分析光在介質(zhì)中速度的大小。光的

n

頻率與介質(zhì)無關(guān)；由這些知識分析即可。

【解答】解：AB、由圖知，光從介質(zhì)1進(jìn)入介質(zhì)2疔射時(shí)，入射角為i=30°,折射角r

=75：可知，介質(zhì)1的折射率較大，則介質(zhì)1是光密介質(zhì)，故A正確，B錯(cuò)誤。

C、由公式v=￡可知，v與n成反比，則光在介質(zhì)2中的傳播速度大，故C正確。

n

D、光的頻率是由光源決定的，與介質(zhì)無關(guān)，所以光在兩種介質(zhì)中頻率相同，故D錯(cuò)誤。

故選：ACo

【點(diǎn)評】本題的解題關(guān)鍵是掌握入射角和折射角的大小與折射率的關(guān)系，以及光速公式v

-要注意光的頻率與介質(zhì)無關(guān)，當(dāng)光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)頻率不變。

n

17.（朝陽四模）光的干涉現(xiàn)象在技術(shù)中有重要應(yīng)用，例如檢查平面的平整程度。如圖甲所

示，把一透明板壓在另一透明板上，一端用薄片墊起，構(gòu)成空氣劈尖，讓單色光a、b分

別從上方射入，得到明暗相間的條紋如圖乙所示。下列說法正確的是（）

nnmn

[nnn

A.單色光a的波長比單色光b的波長大

B.單色光a的波長比單色光b的波長小

C.同種介質(zhì)對單色光a的折射率比對單色光b的折射

D.同種介質(zhì)對單色光a的折射率比對單色光b的折射率小

【分析】根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式△8上入，結(jié)合條紋間距的大小比較出波長的大

d

小，依據(jù)C=\V,得出頻率，最后由頻率高低，可知折射率的大小。

【解答】解：AB、根據(jù)△x=L入，結(jié)合XaVxb，可知，a的波長小于b的波長，故A

d

錯(cuò)誤，B正確；

CD、再由c=\v,因a的波長小于b的波長，則a的頻率大于b的頻率，依據(jù)頻率越高

的，折射率越大，那么同種介質(zhì)對單色光a的折射率比對單色光b的折射率大，故C正

確，D錯(cuò)誤；

故選：BCo

【點(diǎn)評】解決本題的掌握雙縫干涉條紋的間距公式，知道波長、頻率、折射率之間的關(guān)

系，當(dāng)然還可判定它僅在介質(zhì)中傳播的速度大小關(guān)系.

18.（綿陽模擬）由紅光和藍(lán)光組成的復(fù)色光以相同的入射角射到介質(zhì)I和II的界面MN,

折射后分為a、b兩束光。下列說法正確的是（）

B.a為藍(lán)光，b為紅光

C.在介質(zhì)H中傳播相司距離，b光所用時(shí)間短

D.增大復(fù)色光的入射角，b光先發(fā)生全反射

E.用同一雙縫干涉儀做實(shí)驗(yàn)，a光條紋間距較小

【分析［題干給出復(fù)色光由紅光和藍(lán)光組成，根據(jù)兩束光的折射情況則可進(jìn)行區(qū)分；n=

￡可知兩束光傳播相同距離所用時(shí)間的長短；a光的折射率大，根據(jù)sinC=1?可知a光的

vn

臨界角小，增大復(fù)色光的入射角，a光先達(dá)到臨界角，先發(fā)生全反射；同時(shí)因?yàn)閍光的折

射率大，波長小，根據(jù)4x=L入可知用同一雙縫干涉儀做實(shí)驗(yàn)，a光條紋間距較小，

d

【解答】解：AB、由圖可知a光的偏折成度大，則a光的折射率大，a為藍(lán)光，b為紅光,

故A錯(cuò)誤，B正確：

C、光的折射率大，根據(jù)n=2可知a光在介質(zhì)中的傳播速度小，在介質(zhì)n中傳播相同距

v

離所用時(shí)間長，b光所用時(shí)間短，故C正確；

D、a光的折射率大，根據(jù)sinC=工可知a光的臨界角小，增大復(fù)色光的入射角，a光先

n

達(dá)到臨界角，先發(fā)生全反射，故D錯(cuò)誤；

E、a光的折射率大，波長小，根據(jù)4x=L入可知用同一雙縫干涉儀做實(shí)驗(yàn)，a光條紋間

d

距較小，故E正確。

故選：BCEo

【點(diǎn)評】本題主要考查光的折射，解決本題的關(guān)鍵在于根據(jù)光的折射判斷光的顏色，

19.（吳江區(qū)校級模擬）我們有時(shí)候可以觀察到太陽周圍的明亮光暈圈，如圖1所示。如圖

2所示，這種光學(xué)現(xiàn)象是由太陽光線在卷層云中的冰晶折射而產(chǎn)生的，該云層高度約

5.5km.為了理解光暈現(xiàn)象,我們將問題簡化為兩維.如圖3.&表示冰晶卜的入射角.

心表示為經(jīng)過第一個(gè)界面的折射角，8。表示為光線離開晶體的折射角，以及表示為入

射和出射光線之間的偏轉(zhuǎn)角。假設(shè)冰晶可以在二維上可以看成一個(gè)正六邊形且不考慮其

他的