3、角．
4．全反射現(xiàn)象
（1）條件：①光從光密介質射入光疏介質．
②入射角大于或等于臨界角．
（2）現(xiàn)象：折射光完全消失，只剩下反射光．
5．臨界角：折射角等于90時的入射角，用C表示，sin C＝．
6．光的色散
（1）光的色散現(xiàn)象：含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象．
（2）光譜：含有多種顏色的光被分解后，各種色光按其波長的有序排列．
（3）光的色散現(xiàn)象說明：
①白光為復色光；
②同一介質對不同色光的折射率不同，頻率越大的色光折射率越大；
③不同色光在同一介質中的傳播速度不同，波長越短，波速越慢．
（4）棱鏡
①含義：截面是三角形的玻璃儀器，可以使光發(fā)生色散，白
4、光的色散表明各色光在同一介質中的折射率不同．
②三棱鏡對光線的作用：改變光的傳播方向，使復色光發(fā)生色散．
考點一 折射定律的理解與應用
解決光的折射問題的一般方法：
（1）根據(jù)題意畫出正確的光路圖．
（2）利用幾何關系確定光路中的邊、角關系，確定入射角和折射角．
（3）利用折射定律建立方程進行求解．
★重點歸納★
1．玻璃磚對光路的控制
兩平面平行的玻璃磚，出射光線和入射光線平行，且光線發(fā)生了側移，如圖所示．
2．三棱鏡對光路的控制
（1）光密三棱鏡：光線兩次折射均向底面偏折，偏折角為δ，如圖所示．
（2）光疏三棱鏡：光線兩次折射均向頂角偏折．
5、
（3）全反射棱鏡（等腰直角棱鏡），如圖所示．
①當光線從一直角邊垂直射入時，在斜邊發(fā)生全反射，從另一直角邊垂直射出（如圖甲）．
②當光線垂直于斜邊射入時，在兩直角邊發(fā)生全反射后又垂直于斜邊射出（如圖乙），入射光線和出射光線互相平行．
特別提醒 不同顏色的光的頻率不同，在同一種介質中的折射率、光速也不同，發(fā)生全反射現(xiàn)象的臨界角也不同．
★典型案例★如圖所示，一個折射率為的三棱鏡的截面為等腰直角，為直角。此截面所在平面內(nèi)的一束光線沿與AB邊成角（）的方向入射到AB邊的中點P處，若要光線進入三棱鏡后能射到AC邊上且能在AC面上發(fā)生全反射，則應滿足什么條件？
6、【答案】
【名師點睛】解答本題的關鍵在于利用幾何關系找出入射角、折射角和它們之間的關系，由折射定律可列出方程求解。
★針對練習1★如圖所示，在MN的下方足夠大的空間是玻璃介質，其折射率n＝，玻璃介質的上邊界MN是屏幕．玻璃中有一個正三角形空氣泡，其邊長l＝40cm，頂點與屏幕接觸于C點，底邊AB與屏幕平行．一束激光a垂直于AB邊射向AC邊的中點O，結果在屏幕MN上出現(xiàn)兩個光斑．
（1）求兩個光斑之間的距離L．
（2）若任意兩束相同的激光同時垂直于AB邊向上射入空氣泡，求屏幕上相距最遠的兩個光斑之間的距離．
【答案】40 cm 80 cm
【解析】 （1）畫出光路圖如圖甲所示．
7、在界面AC，入射角i＝60，由折射定律
解得折射角r＝30由光的反射定律得反射角θ＝60；由幾何關系得，△ODC是邊長為的正三角形，△OEC為等腰三角形，且CE＝OC＝；則兩個光斑之間的距離L＝DC＋CE＝40 cm．
甲 乙
（2）作出入射點在A、B的光線的光路圖，如圖乙所示，由圖可得屏幕上相距最遠的兩個光斑之間的距離PQ＝2l＝80 cm．
【名師點睛】本題是幾何光學問題，是折射定律、反射定律與幾何知識的綜合應用．要充分運用幾何知識，求解兩個光斑之間的距離．
★針對練習2★一透明柱狀介質，如圖所示，其橫截面為扇形AOC，O為圓心，半徑為
8、R，圓心角為600；AC關于OB對稱。一束足夠寬平行于OB的單色光由OA和OC面射入介質，介質折射率為 ，要使ABC面上沒有光線射出，至少在O點左側垂直O(jiān)B放置多長的遮光板？（不考慮ABC面的反射）
【答案】
折射光線射向球面AC，在E點恰好發(fā)生全反射，入射角為α，有
解得：
【名師點睛】幾何光學是3-4部分的重點，也高考的熱點，關鍵要能正確作出光路圖，掌握折射定律和光速公式這些基礎知識。熟練掌握折射定律的公式及全反射公式．
考點二 全反射現(xiàn)象的理解與應用
1．在光的反射和全反射現(xiàn)象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的．
2．當光射到兩種介質的界面上時，往往同時發(fā)
9、生光的折射和反射現(xiàn)象，但在全反射現(xiàn)象中，只發(fā)生反射，不發(fā)生折射．當折射角等于90時，實際上就已經(jīng)沒有折射光了．
3．全反射現(xiàn)象可以從能量的角度去理解：當光由光密介質射向光疏介質時，在入射角逐漸增大的過程中，反射光的能量逐漸增強，折射光的能量逐漸減弱，當入射角等于臨界角時，折射光的能量已經(jīng)減弱為零，這時就發(fā)生了全反射．
★重點歸納★
1．光的折射、全反射中的三個“一”
一個規(guī)律：光的折射定律
一個概念：折射率
一個條件：全反射的條件
2．解答全反射類問題的技巧
（1）解答全反射類問題時，要抓住發(fā)生全反射的兩個條件：
一是光必須從光密介質射入光疏介質，
二是入射角大于或等于臨界
10、角．利用好光路圖中的臨界光線，準確地判斷出恰好發(fā)生全反射的光路圖是解題的關鍵，且在作光路圖時盡量與實際相符，這樣更有利于問題的分析．
（2）解答光的折射、全反射問題時抓好兩個關鍵點
①準確作出光路圖
②利用幾何關系確定光路中的邊、角關系，找準入射角和折射角．
★典型案例★如圖所示，四分之一圓柱體玻璃磚半徑R=8cm，放在水平地面上，一束激光平行于OB從OA上C點射入玻璃磚，恰好從玻璃磚的曲面上D點射出，最后激光打在水平地面上E點，BE=2cm，求：
①OC的距離；
②該玻璃的折射率。
【答案】①②
【名師點睛】解決光學問題的關鍵要掌握全反射的條件、折射定律、臨界角公式、光速
11、公式，運用幾何知識結合解決這類問題．
★針對練習1★某種液體的折射率為，距液面下深h處有一個點光源，從液面上看液面被光源照亮的圓形區(qū)域的直徑為： （ ）
A．2h B．2h C．h D．h
【答案】B
【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?。伤恼凵渎蕁可求出水的臨界角 則;當入射角i等于450時，恰好發(fā)生全反射．從液面上看液面被光源照亮的圓形區(qū)域的直徑為D=2h; 故選：B．
【名師點睛】此題是關于全反射的考查，運用恰好發(fā)生全反射來確定光斑區(qū)域的大小，水下點光源是向四面八方照
12、射，當從水中射向空氣時，若入射角大于或等于臨界角，就會發(fā)生光的全反射．所以有區(qū)域的光不會射出。
★針對練習2★如圖所示為用某種透明材料制成的一塊柱形棱鏡的橫截面圖，圓弧CD是半徑為R的四分之一圓周，圓心為．光線從AB面上的M點入射，入射角i=60 ，光進入棱鏡后恰好在BC面上的O點發(fā)生全反射，然后由CD面射出．已知OB段的長度l=6cm，真空中的光速c=3．0108m/s．
求：①透明材料的折射率n②光從M點傳播到點O所用的時間t．
【答案】①②
【名師點睛】本題是折射現(xiàn)象和全反射現(xiàn)象的綜合，關鍵作出光路圖，掌握全反射的條件和臨界角公式，結合幾何關系求解．
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高考物理一輪復習 專題52 光的折射 全反射 光導纖維講含解析1
