【三维设计】（广东专版）2016年高考物理一轮复习第13章第3单元光的折射全反射课件（选修3_4）

解析如图所示，透明物体内部的光路为折线，点相对于底面对称，和三点共线。

设在点处，光的入射角为，折射角为，，，根据题意有答案或由几何关系得，，于是且由式得根据折射率公式有由式得。

全反射全反射的理解如果光线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。

光的全反射现象遵循光的反射定律，光路是可逆的。

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。

当折射角等于时，实际上就已经没有折射光了。

全反射现象可以从能量的角度去理解当光由光密介质射向光疏介质时，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，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射。

全反射的有关现象及应用海水浪花呈白色玻璃水中气泡看起来特别亮沙漠蜃景夏天的柏油路面看起来“水淋淋”的海市蜃楼钻石的夺目光彩水下灯照不到整个水面全反射棱镜等。

光导纤维结构简称光纤，是种透明的玻璃纤维丝，直径在几微米到百微米之间，由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率，即内芯是光密介质，外套是光疏介质。

原理光在光纤的内芯中传播，每次射到内外层的界面上时，都要求入射角大于临界角，从而发生全反射。

例山东高考如图所示，玻璃球体的半径为，为球心，为直径。

来自点的光线在点射出，出射光线平行于，另光线恰好在点发生全反射。

已知，求图玻璃的折射率。

球心到的距离。

解析设光线在点的入射角为，折射角为，由几何知识可知，根据折射定律得代入数据得光线恰好在点发生全反射，则为临界角，设球心到的距离为，由几何知识可知联立以上各式得答案解答全反射类问题的技巧解答全反射类问题时，要抓住发生全反射的两个条件是光必须从光密介质射入光疏介质，二是入射角大于或等于临界角。

利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键，且在作光路图时尽量与实际相符，这样更有利于问题的分析。

光的色散各种色光的比较小大通过棱镜的偏折角大小临界角大小波长大小同介质中速度小大同介质中的折射率低高频率ν红橙黄绿青蓝紫颜色例实验表明，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，则图屏上处是紫光屏上处是红光屏上处是紫光屏上处是红光审题指导根据所给信息确定折射率随波长的变化关系。

根据各种色光的波长，确定经过三棱镜后的偏折程度。

解析本题考查光的折射色散，由科西经验公式知光的波长越长，折射率越小。

在白光的七种色光里红光波长最长，经过三棱镜后，偏折程度最小，故射到屏上点应为红光，故正确。

答案随堂巩固落实中山模拟如图所示，红色细光束射到折射率为的透明球表面，入射角为，在球的内壁经过次反射后，从球面射出的光线为，则入射光线与出射光线之间的夹角为图答案解析由折射定律有，得折射角。

画出光路图，由几何关系知，夹角，选项正确。

如图所示，个三棱镜的截面为等腰直角，为直角。

此截面所在平面内的光线沿平行于边的方向射到边，进入棱镜后直接射到边上，并刚好能发生全反射。

该棱镜材料的折射率为图答案解析根据折射率定义有，，，已知，又，解得。

如图所示，束山东高考如图所示，玻璃球体的半径为，为球心，为直径。

来自点的光线在点射出，出射光线平行于，另光线恰好在点发生全反射。

已知，求图玻璃的折射率。

球心到的距离。

解析设光线在点的入射角为，折射角为，由几何知识可知，根据折射定律得代入数据得光线恰好在点发生全反射，则为临界角，设球心到的距离为，由几何知识可知联立以上各式得答案解答全反射类问题的技巧解答全反射类问题时，要抓住发生全反射的两个条件是光必须从光密介质射入光疏介质，二是入射角大于或等于临界角。

利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键，且在作光路图时尽量与实际相符，这样更有利于问题的分析。

光的色散各种色光的比较小大通过棱镜的偏折角大小临界角大小波长大小同介质中速度小大同介质中的折射率低高频率ν红橙黄绿青蓝紫颜色例实验表明，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，则图屏上处是紫光屏上处是红光屏上处是紫光屏上处是红光审题指导根据所给信息确定折射率随波长的变化关系。

根据各种色光的波长，确定经过三棱镜后的偏折程度。

解析本题考查光的折射色散，由科西经验公式知光的波长越长，折射率越小。

在白光的七种色光里红光波长最长，经过三棱镜后，偏折程度最小，故射到屏上点应为红光，故正确。

答案随堂巩固落实中山模拟如图所示，红色细光束射到折射率为的透明球表面，入射角为，在球的内壁经过次反射后，从球面射出的光线为，则入射光线与出射光线之间的夹角为图答案解析由折射定律有，得折射角。

画出光路图，由几何关系知，夹角，选项正确。

如图所示，个三棱镜的截面为等腰直角，为直角。

此截面所在平面内的光线沿平行于边的方向射到边，进入棱镜后直接射到边上，并刚好能发生全反射。

该棱镜材料的折射率为图答案解析根据折射率定义有，，，已知，又，解得。

如图所示，束光从空气中射向折射率为的种玻璃的表面，表示入射角，则下列说法中错误的是当时会发生全反射现象无论入射角是多大，折射角都不会超过欲使折射角，应以的角度入射当入射角时，反射光线和折射光线恰好互相垂直图解析发生全反射现象的条件是光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于临界角，所以，选项中，当光从空气中射向玻璃时不会发生全反射现象，选项错误由折射率可知，当入射角最大为时，折射角，所以正确由折射率可知，选项均正确。

答案江苏调研束细光束由真空沿着径向射入块半圆柱形透明体，如图所示，对其射出后的折射光线的强度进行记录，发现折射光线的强度随着的变化而变化，如图的图线所示，此透明体的临界角为，折射率为。

图解析由题图的图线可知，当小于等于，入射角大于等于，折射光线的强度为零，所以此透明体的临界角为，由临界角公式，解得。

答案潍坊模拟如图所示，截面为正三角形的棱镜，其折射率为，今有束单色光从侧面入射，经面折射后，折射光线偏离入射光线角。

求光在面的入射角及面的折射角。

图解析由折射定律得，解得光在面的入射角。

由几何关系可知，由折射定律解得光在面的折射角。

答案第单元光的折射全反射光的折射定律和折射率想想如图所示，光线以入射角从空气射向折射率的玻璃表面。

当入射角时，反射光线与折射光线间的夹角为多少当入射角为何值时，反射光线与折射光线间的夹角图提示设折射角为，由折射定律得，所以。

因为，所以。

因为，所以，由折射定律得，。

记记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入射角的正弦与折射角的正弦成。

图两侧正比表达式，式中是比例常数。

光的折射现象中，光路是的。

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，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。

可逆之比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真空中的光速。

小于试试如图所示，有束平行于等边三棱镜截面的单色光从空气射向点，并偏折到点。

已知入射方向与边的夹角为，分别为边的中点，则该棱镜的折射率为光在点发生全反射光从空气进入棱镜，波长变小从点出射的光束与入射到点的光束平行图解析由几何关系可推理得入射角，折射角，由，对由，临界角，故在点不发生全反射，错由知光进入棱镜波长变小，对点出射的光束与边的夹角为，不与入射光线平行，错。

答案全反射色散想想已知介质对单色光的临界角为，则介质对单色光的折射率为多少单色光在该介质中传播速度为多少此单色光在该介质中的波长是多少提示ν记记全反射条件光从射入。

入射角临界角。

现象完全消失，只剩下。

临界角，为折射角等于时所对应的入射角。

应用棱镜。

光导纤维，如图所示。

图光密介质光疏介质等于或大于折射光反射光全反射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，光谱中在最上端，在最下端，中间是橙黄绿青蓝等色光。

图白光的组成光的色散现象说明白光是光，是由红橙黄绿青蓝紫种单色光组成的。

红光紫光复色试试束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图所示为过轴线的截面图，调整入射角，使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射。

已知水的折射率为，求的值。

图解析当光线在水面发生全反射时，有当光线从左侧射入时，由折射定律有联立式，代入数据可得。

答案折射定律及折射率的应用公式中，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。

同种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。

例半圆柱形透明物体横截面如图所示，底面镀银图中粗线，表示半圆截面的圆心，束光线在横截面内从点入射，经过面反射后从点射出。

已知光线在点的入射角为，，。

求图光线在点的折射角透明物体的折射率。

审题指导根据反射对称确定光路图根据几何角度关系确定折射角由确定折射率。

解析如图所示，透明物体内部的光路为折线，点相对于底面对称，和三点共线。

设在点处，光的入射角为，折射角为，，，根据题意有答案或由几何关系得，，于是且由式得根据折射率公式有由式得。

全反射全反射的理解如果光线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。

光的全反射现象遵循光的反射定律，光路是可逆的。

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。

当折射角等于时，实际上就已经没有折射光了。

全反射现象可以从能量的角度去理解当光由光密介质射向光疏介质时，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，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射。

全反射的有关现象及应用海水浪花呈白色玻璃水中气泡看起来特别亮沙漠蜃景夏天的柏油路面看起来“水淋淋”的海市确定折射率。

解析如图所示，透明物体内部的光路为折线，点相对于底面对称，和三点共线。

设在点处，光的入射角为，折射角为，，，根据题意有答案或由几何关系得，，于是且由式得根据折射率公式有由式得。

全反射全反射的理解如果光线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。

光的全反射现象遵循光的反射定律，光路是可逆的。

当光射到两种介质的界