高中物理 高三冲刺专题 光学.pdf

高三冲刺专题光学

1光的折射全反射

一、光的折射

1．折射现象：光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向改变的现象。

2．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

光线分别位于法线两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。

sin1

（2）表达式：n，式中n是比例常数。

sin2

（3）在光的折射现象中，光路是可逆的。

3．折射率

（1）折射率是一个反映介质光学性质的物理量，折射率越大，说明光从真空中射入到

该介质时的偏折程度越大，反之偏折程度越小。

sin1

（2）定义式：n，折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定，与入射角

sin2

θ和折射角θ无关。

12

c

（3）计算公式：n，因为vc，所以任何介质的折射率都大于1。

v

（4）当光从光疏介质射入光密介质时，入射角大于折射角；当光从光密介质射入光疏

介质时，入射角小于折射角。

4．解决光的折射问题的一般方法：

（1）根据题意画出正确的光路图。

（2）利用几何关系确定光路中的边、角关系，确定入射角和折射角。

（3）利用折射定律建立方程进行求解。

5．玻璃砖对光路的控制

1

两平面平行的玻璃砖，出射光线和入射光线平行，且光线发生了侧移，如图所示。

6．三棱镜对光路的控制

（1）光密三棱镜：光线两次折射均向底面偏折，偏折角为δ，如图所示。

（2）光疏三棱镜：光线两次折射均向顶角偏折。

（3）全反射棱镜（等腰直角棱镜），如图所示。

甲乙

①当光线从一直角边垂直射入时，在斜边发生全反射，从另一直角边垂直射出（如图甲

所示）。

②当光线垂直于斜边射入时，在两直角边发生全反射后又垂直于斜边射出，入射光线和

出射光线互相平行（如图乙所示）。

特别提醒：不同颜色的光的频率不同，在同一种介质中的折射率、光速也不同，发生全

反射现象的临界角也不同。

二、全反射

1．全反射现象

（1）条件：

①光从光密介质射入光疏介质。

②入射角大于或等于临界角。

2

（2）现象：折射光完全消失，只剩下反射光。

1

2．临界角：折射角等于90°时的入射角，用C表示，sinC。

n

3．光的色散

（1）光的色散现象：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象。

（2）光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长的有序排列。

（3）光的色散现象说明：

①白光为复色光；

②同一介质对不同色光的折射率不同，频率越大的色光折射率越大；

③不同色光在同一介质中的传播速度不同，波长越短，波速越慢。

（4）棱镜

①含义：截面是三角形的玻璃仪器，可以使光发生色散，白光的色散表明各色光在同一

介质中的折射率不同。

②三棱镜对光线的作用：改变光的传播方向，使复色光发生色散。

4．全反射现象的理解与应用

（1）在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的。

（2）当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射

现象中，只发生反射，不发生折射。当折射角等于90°时，实际上就已经没有折射光了。