备战2024年高考物理二轮重难点复习 光的折射、全反射（原卷版）.docxVIP

专题31光的折射、全反射

1.理解折射率的概念，掌握光的折射定律.

2.掌握发生全反射的条件并会用全反射的条件进行相关计算．

考点一折射定律折射率

1．折射定律

(1)内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比．

(2)表达式：eq\f(sinθ1,sinθ2)＝n12(n12为比例常数)．

2．折射率

(1)定义式：n＝eq\f(sinθ1,sinθ2).

(2)计算公式：n＝eq\f(c,v).因为vc，所以任何介质的折射率都大于1.

1．对折射率的理解

(1)折射率的大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在该介质中传播速度的大小v＝eq\f(c,n).

(2)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关．

①同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小．

②同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同．

2．光路的可逆性

在光的折射现象中，光路是可逆的．如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射．

3．平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制特点

平行玻璃砖

三棱镜

圆柱体(球)

对光线的作用

通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移

通过三棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折

圆界面的法线是过圆心的直线，光线经过两次折射后向圆心偏折

【典例1】（2022·山东·高三学业考试）如图所示是一束复色光进入水珠后的传播示意图，最终出射时分为两束光a、b，则a光与b光相比（）

A．b光在水珠中的传播速度较大

B．a光的光子动量比b光的小

C．通过同一双缝干涉装置，a光的干涉条纹间距比b光的小

D．若b光照射某金属表面恰好有光电子逸出，则用a光照射该金属表面一定有光电子逸出

【典例2】（2022·辽宁·大连二十四中模拟预测）如图所示，甲、乙两块透明介质，折射率不同（均大于1），截面为圆周，半径均为R，对接成半圆。一细光束从a点垂直射入甲中，在甲的边界b点发生全反射，在乙的边界d点同时发生反射和折射。不考虑光线在界面上的反射，，则（）

A．介质甲的折射率小于乙的 B．光在甲中的频率大于在乙中的

C．光在甲中的速度小于在乙中的 D．光在甲中的波长大于在乙中的

考点二全反射

1．光密介质与光疏介质

介质

光密介质

光疏介质

折射率

大

小

光速

小

大

相对性

若n甲＞n乙，则甲相对乙是光密介质

若n甲＜n丙，则甲相对丙是光疏介质

2.全反射

(1)定义：光从光密介质射入光疏介质时，当入射角增大到某一角度，折射光线消失，只剩下反射光线的现象．

(2)条件：①光从光密介质射向光疏介质．②入射角大于或等于临界角．

(3)临界角：折射角等于90°时的入射角．若光从介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，由n＝eq\f(sin90°,sinC)，得sinC＝eq\f(1,n).介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小．

3．光导纤维

光导纤维的原理是利用光的全反射(如图)．

分析综合问题的基本思路

(1)判断光线是从光疏介质进入光密介质还是从光密介质进入光疏介质．

(2)判断入射角是否大于或等于临界角，明确是否会发生全反射现象．

(3)画出反射、折射或全反射的光路图，必要时还可应用光路的可逆原理画出光路图，然后结合几何知识推断和求解相关问题．

【典例3】（2022·全国·高三课时练习）如图所示，a、b和c是三块平行玻璃砖，它们相互之间也平行，折射率大小为，厚度之比ha:hb:hc=3:2:1。一束单色光从空气以入射角i射到a的上表面，其中光线的侧移量（入射光线与出射光线间的距离）分别为da、db、dc。下列说法正确的是（）

A．逐渐增大i，从c下表面射出的光线将消失

B．逐渐减小i，从c下表面射出的光线将消失

C．在i一定时，da:dc3:1

D．在i一定时，db:dc2:1

【典例4】（2022·浙江·高三专题练习）科学家早在1966年就研究发现蓝光可引起视网膜细胞的损伤，其中波长400~450纳米的蓝光对视网膜危害程度最大，生活中的电视、电脑、手机等各类LED发光屏为了画面靓丽却往往会提升蓝光强度。如图所示，人们可用防蓝光眼镜减小蓝光对眼睛的损害，关于防蓝光镜片制作的原理可能正确的是（）

A．用偏振片作为镜片，利用光的偏振将蓝光过滤

B．把镜片制作得很薄，利用光的衍射将蓝光过滤

C．在镜片上涂一层膜，利用光的干涉将蓝光过滤

D．用折射率较大的材料做镜片，利用光的全发射将蓝光过滤

考点三光的折射和全反射的综合应用

1．光在三角形玻璃砖中的折射和全反射问题

如图，一折射率为eq\r(3)的材料制作的三棱镜，其