專題14一、目標要求重、難點折射定律重難點全反射與臨界角重點測量玻璃的折射率實驗重點光的色散重難點二、(1)折射定律（斯涅爾定律）：①入射光線、③入射角與折射角的大小存在這樣的關(guān)系：(2)折射率：①定義：②表達式：③關(guān)系式：研究發(fā)現(xiàn)，光在不同介質(zhì)中的傳播速度各異。某種介質(zhì)的折射率定義為光在真空中的傳播速度c與該介質(zhì)中光速v之比。(1)實驗原理：(2)實驗器材：待測方形玻璃磚、白紙、大頭針、鉛筆、(3)實驗步驟：(4)注意事項：(5)誤差分析：(1)光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)：(2)全反射現(xiàn)象：(3)臨界角：當光發(fā)生全反射時，折射角達到90°，此時的入射角即為臨界角C。根據(jù)折射定律和光路可逆原理，有：(4)全反射的應(yīng)用：①全反射棱鏡：②光導纖維：③海市蜃樓和沙漠中虛幻的綠洲：(1)色散：①探究：②結(jié)論：三、題型1：典例一：A．B．C．題型2：典例二：（2020高考江蘇物理）我國的光纖通信技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平.光纖內(nèi)芯（內(nèi)層玻璃）的折射率比外套（外層玻璃）的_______（選填“大”或“小”）。題型3：典例三：（2017天津）明代學者方以智在《陽燧倒影》中記載：“寶石面凸時，光線形成一條光束；多棱晶體則必導致一面呈現(xiàn)五色?！贝爽F(xiàn)象揭示了白光通過多棱晶體折射后發(fā)生色散的原理。如圖所示，一束復色光通過三棱鏡后分解成兩束單色光a、b，下列說法正確的是（D．若a、題型4：典例四：(2017春海淀區(qū))在做“測定玻璃的折射率”的實驗中，先在白紙上放出玻璃磚，在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和P2，然后在另一側(cè)透過玻璃磚觀察，插上大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住了P3和P1、(1)該玻璃磚的折射率可表示為n=(2)在做“用插針法測玻璃折射率”實驗中，圖中所示直線aa'、bb'表示在白紙上畫出的兩個界面．兩位同學選擇的器材操作如下：B．乙同學在白紙上畫aa'、甲同學測出玻璃磚的折射率與真實值相比，乙同學測出玻璃磚的折射率與真實值相比．(填“偏大、偏小、在“測定玻璃折射率”實驗中，幾位同學就一些問題產(chǎn)生了分歧。他們的觀點如下，其中正確的意見是：A．為了提高測量的精確度，P1、P2及P3、C．P1、四、一、1.如圖所示，一束光由空氣射入某種介質(zhì)，該介質(zhì)的折射率等于(2.如圖所示，一束光從空氣射入某介質(zhì)，在界面上發(fā)生了反射和折射現(xiàn)象。以下判斷正確的是：3.關(guān)于折射率，下述說法中正確的是(4.如圖所示，透明介質(zhì)與空氣的分界面為水平面，虛線垂直于該界面。已知有一條入射光線及其折射光線。據(jù)此可計算該介質(zhì)的折射率。A．B． C．5.下列現(xiàn)象中屬于光的折射現(xiàn)象的是(6.一束光從空氣射向折射率為的某種玻璃的表面，i代表入射角，則(7.下列關(guān)于全反射的說法中，錯誤的是(8.光導纖維由內(nèi)芯和包層兩個同心圓柱體構(gòu)成，其中心為內(nèi)芯，外層為包層。光從一端輸入，從另一端輸出。9.如圖是一個圓柱體棱鏡的截面圖，圖中E、F、G、H將半徑OM分成5等份，虛線EE1、FF1、GG1、HH1平行于半徑ON，ON邊能吸收所有垂直入射并覆蓋OM的光線。已知棱鏡折射率為n，若平行光束垂直入射，則光線將被吸收。(11.已知一束可見光m是由a、b、c三種單色光組成的，光束m通過三棱鏡的傳播情況如圖所示，則比較a、b、c三種單色光，下列說法正確的是(12.（2015?重慶）5月25日傍晚，一場雨后北京的天空中出現(xiàn)了“雙彩虹”的美麗景色．我們所說的“雙彩虹”實際上就是虹和霓，虹和霓是太陽光在水珠內(nèi)分別經(jīng)過一次和兩次反射后出射形成的，我們可利用白光照射玻璃球的實驗來模擬說明．現(xiàn)用兩束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上會形成MN和PQ兩條彩色光帶，光路如圖所示，M、N、P、Q點的顏色分別為(A．紫、紅、紅、紫 B．紅、紫、紅、C．紅、紫、紫、紅 D．紫、紅、紫、13.一束由紅、藍兩單光組成的光以入射角由空氣射到半圓形玻璃磚表面的處，是半圓的直徑。進入玻璃后分為兩束，分別為、二、1.（2020年7月浙江選考）如圖所示，圓心為O、半徑為R的半圓形玻璃磚置于水平桌面上，光線從P點垂直界面入射，在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反射；當入射角特定時，光線從該表面出射后與入射光平行。已知真空中的光速為c，則（A．玻璃磚的折射率為1.5C．光在玻璃磚內(nèi)的傳播速度為2.（2017北京）如圖所示，一束可見光穿過平行玻璃磚后，變?yōu)閍、b兩束單色光。如果光束b是藍光，則光束a可能是（A．紅光 B．黃光 C．綠光3.（2016高考四川理綜物理）某同學通過實驗測定半圓形玻璃磚的折射率n。如圖甲所示，O是圓心，MN是法線，AO、BO分別表示某次測量時光線在空氣和玻璃磚中的傳播路徑。該同學測得多組入射角i和折射角r，做出sini-sinr圖像如圖乙所示。則（A.光由A經(jīng)O到B，n=1.5C.光由A經(jīng)O到B，n=0.674.（2019全國理綜III卷）如圖，直角三角形ABC為一棱鏡的橫截面，∠A=90°，∠B=30°。一束光線平行于底邊BC射到AB邊上并進入棱鏡，然后垂直于AC邊射出。（ii）保持AB邊上的入射點不變，逐漸減小入射角，直到BC邊上恰好有光線射出。求此時AB邊上入射角的正弦。5.(2017·全國理綜I卷)如圖，一玻璃工件的上半部是半徑為R的半球體，O點為球心；下半部是半徑為R，高為2R的圓柱體，圓柱體底面鍍有反射膜。有一平行于中心軸OC的光線從半球面射入，該光線與OC之間的距離為0.6R。已知最后從半球面射出的光線恰好與射入光線平行（不考慮多次反射）。求該玻璃的折射率。故由幾何關(guān)系可知，；；故折射率；故選：。【答案】大【解析】光纖傳遞信息的原理基于光在光纖內(nèi)芯（內(nèi)層玻璃）中的全反射，因其折射率高于外套（外層玻璃）?！窘馕觥吭O(shè)光在左界面的折射角為α，在右界面的入射角為β，根據(jù)幾何關(guān)系有：α+β=A，根據(jù)折射定律，n=。增大入射角i，折射角α增大，在右側(cè)面的入射角β減小。而β增大才能使b光發(fā)生全反射，因此選項A錯誤；根據(jù)光路圖，a光的折射率小于b光，頻率也低于b光，波長大于b光，故選項B錯誤；由于光是橫波，橫波均能發(fā)生偏振現(xiàn)象，a光和b光均能發(fā)生偏振現(xiàn)象，因此選項C錯誤。綜上，選項C再次確認錯誤。b光分別照射同一光電管都能發(fā)生光電效應(yīng)，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，a光照射產(chǎn)生的光電子最大初動能較小，所以a光的的遏止電壓低，選項D正確?！敬鸢浮?1)；(2)不變；偏大；(3)A、B、B．所作玻璃磚分界線aa'、(3)A.折射光線通過玻璃磚觀察時形成直線，若大頭針間距過小，導致角度測量誤差較大，因此P1應(yīng)……P2及P3、五、一、【解析】由圖知，入射角為i=90°﹣50°=40°；折射角為根據(jù)折射定律得：該介質(zhì)的折射率n==．故C正確，A、B、故選：【解析】由圖可知，三條光線AO、故選：【解析】AB、n=運用比值法定義，可知介質(zhì)的折射率n與入射角的正弦sini、CD、故選：根據(jù)折射定律：故選：【解析】A、B、C、D、故選：【解析】A、B、折射角等于0°，即：C、故選：故選：【解析】、光線在內(nèi)芯與包層界面處發(fā)生全反射，即光從折射率較高的介質(zhì)進入折射率較低的介質(zhì)時，內(nèi)芯的折射率大于包層的折射率。故正確，錯誤。、不同頻率的光在界面上發(fā)生全反射時，由于路徑差異導致在介質(zhì)中傳播速度的不同，從而引起傳播時間的差異。故錯誤。、根據(jù)折射率與臨界角的關(guān)系，折射率越大，臨界角越小。由于紅光的折射率較小，其臨界角較大。當入射角不變時，紅光的折射角會增大，導致在包層與內(nèi)芯分界線處的入射角減小。若紫光恰好發(fā)生全反射，則紅光無法在該分界面上發(fā)生全反射。故錯誤。故選：。【解析】由臨界角公式sinC=得：故選：【解析】水下點光源射向空氣時，當照射越遠時入射角越大，照射越近則入射角越小。由水的折射率可求出水的臨界角當入射角等于時，恰好發(fā)生全反射。則，因為所以，因此由或者也可以這樣算：所以。故選：。【分析】玻璃三棱鏡后，c色光偏折角最大，表明其折射率最高；a色光折射率最小，因此c色光頻率最高。故A。故選：【解析】白光包含七種單色光，其中紅光的折射率最小，紫光的折射率最大。因此，進入玻璃球時，紅光的偏折角最小，紫光的偏折角最大。從玻璃球出來后，光線將形成光帶，兩端分別是紅光和紫光。根據(jù)光路圖可知，說明M、Q點為紫光；N、【解析】光的偏折程度比較大，則介質(zhì)對光的折射率比較大，光的頻率比較大，所以光應(yīng)是藍光。由以上兩式得：，可知，光與光的傳播時間相等，故正確。故選：。二、【解析】設(shè)OP之間距離為L，光線從P點垂直界面入射后，恰好在玻璃磚圓形表面發(fā)生全反射，則有sinC=1/n=s/R；當入射角時，光線從玻璃磚圓形表面出射后恰好與入射光平行，其折射角的正弦值為sinr=s/，由折射定律n=sinθ/sinr。聯(lián)立解得：s=R，n=，選項AB錯誤；由n=c/v解得光在玻璃磚內(nèi)的傳播速度為v=，選項C正確；由sinC=1/n可得光從玻璃到空氣的臨界角正弦值為，大于30°，選項D錯誤?！窘馕觥恳罁?jù)題意繪制完整光路圖，如圖所示。a光在玻璃磚中折射角較大，根據(jù)折射定律，表明玻璃對a光的折射率較高，故a光頻率高于b光，因此選項D正確。【解析】（i）光路圖及相關(guān)量如圖所示。光束在AB邊上折射，由折射定律得式中n是棱鏡的折射率。由幾何關(guān)系可知α+β=60°由幾何關(guān)系和反射定律得聯(lián)立①②③式，并代入i=60°得n=（ii）設(shè)改變后的入射角為，折射角為，