折射定律和折射率对折射率的理解公式理解公式中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，总是真空中的光线与法线间的夹角，总是介质中的光线与法线间的夹角折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小本质理解折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质，光疏介质不是指密度小的介质特性理解折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关同种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小同种色光，在不同介质中虽然波速波长不同，但频率相同平行玻璃砖三棱镜和圆柱体球对光路的控制类别项目平行玻璃砖三棱镜圆柱体球结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形的三棱镜横截面是圆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，出射光线向棱镜底边偏转圆界面的法线是过圆心的直线，经过两次折射后向圆心偏折应用测定玻璃的折射率全反射棱镜，改变光的传播方向改变光的传播方向应用光的折射定律解题的般思路根据入射角折射角及反射角之间的关系，作出比较完整的光路图充分利用光路图中的几何关系，确定各角之间的联系，根据折射定律求解相关的物理量折射角折射率等注意在折射现象中，光路是可逆的例安徽卷如图所示，束单色光从空气入射到棱镜的面上，经和两个面折射后从面进入空气当出射角和入射角相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为已知棱镜顶角为，则计算棱镜对该色光的折射率的表达式为解析如图所示由折射定律可知，正确答案变式训练以往，已知材料的折射率都为正值现已有针对些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值，称为负折射率材料位于空气中的这类材料，入射角与折射角依然满足，但是折射光线与入射光线位于法线的同侧此时折射角取负值现空气中有上下表面平行的负折射率材料，束电磁波从其上表面射入，下表面射出若该材料对于电磁波的折射率，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是解析由于该材料依然满足光的折射定律，且，故折射角大小等于入射角大小，且位于法线同侧，根据折射是可逆的，当电磁波从该材料中进入空气时，也满足折射线与入射线位于法线同侧，且折射角大小等于入射角大小，故正确答案考点二全反射的理解和应用对全反射的理解光由光密介质进入光疏介质发生全反射时，仍然遵守反射定律是光从介质射向空气时，发生全反射的临界角全反射现象还可以从能量的角度去理解光线从光密介质射入光疏介质，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量减弱为零，发生了全反射解决全反射问题的般方法确定光是由光疏介质进入光密介质还是由光密介质进入光疏介质如果光是由光密介质进入光疏介质，则根据确定临界角，看是否发生全反射根据题设条件，画出入射角等于临界角的“临界光路”运用几何关系三角函数关系反射定律等进行判断推理运算及变换进行动态分析或变量计算例打磨剖面如图所示的宝石时，必须将边与轴线的夹角切磨在，光线定在开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针与圆心在同直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边侧观察的像，且的像挡住的像如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失此时只须测量出，即可计算出玻璃砖的折射率请用你的测量量表示出折射率解析光线指向圆心入射时不改变传播方向，恰好观察不到的像时发生全反射，测出玻璃砖直径边绕点转过的角度，此时入射角即为全反射临界角，由得答案玻璃砖直径边绕点转过的角度提能微课光的色散光的色散现象束白光通过三棱镜后在屏上会形成彩色光带成因棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，红光通过棱镜后的偏折程度最小，对紫光的折射率最大，紫光通过棱镜后的偏折程度最大，从而产生色散现象各种色光的比较颜色红橙黄绿青蓝紫频率低高同介质中的折射率小大同介质中的速度大小波长大小通过棱镜的偏折角小大临界角大小双缝干涉时的条纹间距大小典例多选固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，点为圆心，为直径的垂线足够大的光屏紧靠玻璃砖右侧且垂直于由两种单色光组成的束光沿半径方向射向点，入射光线与夹角较小时，光屏区域出现两个光斑，逐渐增大角，当时，光屏区域光的光斑消失，继续增大角，当时，光屏区域光的光斑消失，则玻璃砖对光的折射率比对光的大光在玻璃砖中传播速度比光的大时，光屏上只有个光斑时，光屏上只有个光斑解析根据题意可知，光先发生全反射，所以玻璃砖对光的折射率比对光的折射率大，项正确光的频率也大于光的频率，由可知，光在玻璃砖中的传播速度比光的小，项错误当时，光折射后在点下方形成个亮斑，光发生全反射，与光的部分反射光射出玻璃砖后在点上方形成个亮斑，项错误当时，两束光发生全反射，射出玻璃砖后在点上方形成个亮斑，项正确答案类题拓展实验表明，可见光通过三棱镜时各色光的折射率随波长的变化符合科西经验公式其中是正的常量太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图所示则屏上处是紫光屏上处是红光屏上处是紫光屏上处是红光解析根据知，波长越长，折射率越小，光线偏折越小从题图中可知，光偏折最大，折射率最大，应是紫光光偏折最小，折射率最小，应是红光，正确答案真题检测四川卷直线过均匀玻璃球球心，细光束平行且关于对称，由空气射入玻璃球的光路如图光相比玻璃对光的折射率较大玻璃对光的临界角较小光在玻璃中的传播速度较小光在玻璃中的传播时间较短解析从题图中看出，光线进入玻璃后偏折程度较大，因此玻璃对光折射率大，错误根据知，折射率大的临界角小，错误根据知，折射率大的传播速度小，正确由几何关系知，在玻璃中运动路程长，结合的传播速度小，可知在玻璃中的传播时间较长，错误答案重庆卷虹和霓是太阳光在水球内分别经过次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成和两条彩色光带，光路如图所示，点的颜色分别为紫红红紫红紫红紫红紫紫红紫红紫红解析对同个介质来说，红光折射率最小，偏折程度最小，由图可知，为红，为紫，正确答案福建卷如图所示，束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光波长分别为，该玻璃对单色光的折射率分别为，则，解析从题图中可以看出，单色光经玻璃后偏折明显，说明玻璃对单色光的折射率较大，可知的波长短，正确答案如图所示，口径较大充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有发光小球，则小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球小球所发的光能从水面任何区域射出小球所发的光从水中进入空气后频率变大小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大解析无论小球在哪个位置，小球与玻璃缸圆心的连线上的光均与玻璃缸侧面垂直，光线定能射出，错误小球发出的光在进入空气时，如果发生全反射，则光不可能射出，错误光线在不同介质中，光的频率不变，错误由光在介质中的速度可知，光进入空气后，传播速度变大，正确答案要点回顾知识点光的折射光的折射光从种介质进入另种介质时，传播方向发生改变的现象称为光的折射现象光的折射定律内容折射光线与入射光线法线处在同平面内，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表达式，式中是比例常数光的折射现象中，光路是可逆的折射率定义光从真空射入种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的折射率定义式折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定折射率和光速的关系折射率与光在介质中传播的速度有关，当为真空中光速，为介质中光速时式中，为介质的折射率，总大于，故光在介质中的传播速度必小于真空中的光速知识点二全反射条件光从光密介质射入光疏介质入射角等于或大于临界角现象折射光完全消失，只剩下反射光临界角，为折射角等于时所对应的入射角应用全反射棱镜光导纤维，如图所示知识点三光的色散定义含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散，如图所示，光谱中红光在最上端，紫光在最下端，中间是橙黄绿青蓝等色光束白光通过三棱镜后产生色散由于红紫，以相同的入射角射到棱镜界面时，红光和紫光的折射角不同，即紫光偏折得更明显些，当它们射到另个界面时，紫光的偏折角最大，红光偏折角最小白光的组成光的色散现象说明白光是复色光，是由红橙黄绿青蓝紫种单色光组成的知识点四常用的光学仪器对光线的作用三棱镜光线经三棱镜发生折射后，总是使光线向底边偏折，光的折射率越大，向底边偏折越厉害全反射棱镜横截面是等腰直角三角形的棱镜这种棱镜的折射率大，全反射的临界角小玻璃砖般指横截面为矩形的棱柱其特点是出射光线和入射光线平行如图所示知识点五测定玻璃的折射率实验原理如图所示，用插针法找出入射光线对应的出射光线，确定点，画出折射光线，然后用量角器测量角，根据或计算出玻璃的折射率实验器材白纸，图钉四枚，大头针四枚，直尺或三角板，铅笔，量角器，平木板，长方形玻璃砖实验步骤如图所示，用个图钉将白纸钉在绘图板上在白纸上画条直线作为界面过上的点画出界面的法线，过点画条射线作入射光线把长方形玻璃砖放在白纸上，使它的条长边跟对齐，画出玻璃砖的另边在射线上插上两枚大头针，透过玻璃砖观察大头针的像调整视线方向，直到挡住的像再在观察的这侧即光线的出射面侧插两枚大头针，使挡住的像，挡住及的像，记下的位置移去玻璃砖和大头针，连接并延长交于，射线就代表了沿方向入射的光线通过玻璃砖后的传播方向连接，线段就代表了沿方向入射的光线在玻璃砖中的传播方向，入射角，折射角用量角器量出入射角和折射角，从三角函数表中查出它们的正弦值用上述方法分别测出入射角为时的折射角，查出正弦值算出不同入射角时的比值，再求出几次实验中所测的平均值，即为玻璃砖折射率的测量值思维诊断无论是折射光路，还是全反射光路都是可逆的折射率跟折射角的正弦成正比如果光从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都不会发生全反射现象若光从空气射入水中，它的传播速度定减小考点折射定律和折射率对折射率的理解公式理解公式中，不论是光从真空射入介质，还是从介质射入真空，总是真空中的光线与法线间的夹角，总是介质中的光线与法线间的夹角折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领，也反映了光在介质中传播速度的大小本质理解折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质，光疏介质不是指密度小的介质特性理解折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关同种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小同种色光，在不同介质中虽然波速波长不同，但频率相同平行玻璃砖三棱镜和圆柱体球对光路的控制类别项目平行玻璃砖三棱镜圆柱体球结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形的三棱镜横截面是圆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，出射光线向棱镜底边偏转圆界面的法线是过圆心的直线，经过两次折射后向圆心偏折应用测定玻璃的折射率全反射棱镜，改变光的传播方向改变光的传播方向应