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从同一介质射向空气发生全反射的临界角不同。由公式sinC?1，n越小，C越大。红光折n射率最小，则临界角最大。光垂直入射ac面，在ab面发生全反射，则临界角c≤45°，紫光折射率最大，则临界角最小。当入射光沿顺时针方向偏转时，通过ac面折射后，射到ab面的入射角减小，首先小到红光临界角以下，红光先射出ab面。当入射光沿逆时针方向偏转时，通过ac面折射后，射到ab面的入射角增大，不可能有光从ab面射出。 三、折射定律的应用 1.边作图边计算
有关光的折射和全反射，在解题时首先要判断是否发生全反射，在确定未发生全反射的条件下，再根据折射定律确定入射角或折射角．要把计算和作图有机地结合起来，根据数据计算反射角、折射角，算一步画一步，画一步在根据需要算一步。作图要依据计算结果，力求准确。
【例11】如图所示，一圆柱形容器的底部有一凹面镜，其主轴与圆柱形容器的轴线重合，一点光源S射向凹面镜的光线，经凹面镜反射平行于主轴，当往容器中注入水后，水面在点光源与凹面镜之间，要使点光源S射向凹面镜的光线，以凹镜反射后互相平行，则点光源就沿主轴．
A．适当提高； B．适当降低； C．不动 ；D．无法确定移动方向；
解析：点光源射向水面的光线要发生一次折射，再射到凹面镜上发生反射，反射的光线互相平行．由光路可逆，设光线平行于主轴射向凹面镜，在凹面镜反射后射向水面，在水面上发生折射，由图可知，S在S的下方，说明了点光源S应适当降低． 【例12】 直角三棱镜的顶角α=15°, 棱镜材料的折射率n=1.5，一细束单色光如图所示垂直于左侧面射入，试用作图法求出该入射光第一次从棱镜中射出的光线。 解：由n=1.5知临界角大于30°小于45°，边画边算可
知该光线在射到A、B、C、D各点时的入射角依次是75°、60°、45°、30°，因此在A、B、C均发生全反射，到D点入射角才第一次小于临界角，所以才第一次有光线从棱镜射出。 2.全反射应用与棱镜
【例14】 如图所示，AB为一块透明的光学材料左侧的端面。建立直角坐标系如图，设该光学材料的折射率沿y轴正方向均匀减小。现有一束单色光a从原点O以某一入射角θ由空气射入
y 该材料内部，则该光线在该材料内部可能的光路是下图中的哪一个 A A. B. C. D. o x θ
a B
解：如图所示，由于该材料折射率由下向上均匀减小，可以设想将它分割成折射www.ks5u.com 版权所有@高考资源网i1 - 21 - i2 /
A C α B D θ 高考资源网（ks5u.com） 您身边的高考专家
率不同的薄层。光线射到相邻两层的界面时，如果入射角小于临界角，则射入上一层后折射角大于入射角，光线偏离法线。到达更上层的界面时入射角逐渐增大，当入射角达到临界角时发生全反射，光线开始向下射去直到从该材料中射出。
【例15】如图所示是三种不同煤质叠放在一起，且界面互相平行．媒质l的折射率n1＝l，媒质2的折射率n2=1．5，媒质3的折射率n3=1．3，现有一束单色光射到界面I上，则下列判断正确的是（ ） A．该光束可能在界面I上发生全反射 B．该光束可能在界面Ⅱ上发生全反射 C．该光束可能在界面Ⅲ上发生全反射 D．该光束在三个界面上均不能发生全反射
解析：光束是由媒质I而进入其它媒质的，由题意可知媒质I的折射率最小，入射角θ
1
＜90．三个界面互相平行，那么在同一煤质中的折射角一定等于入射角．由折射的知识可得：n1sinθ1= n2sinθ2= n3sinθ3，而n2＞n3＞n1，所以，θ2＜θ3＜θ1＜90，也就是说在三个界面上均不会发生全反射．
【例17】 如图所示，一束平行单色光a垂直射向横截面为等边三角形的棱镜的左侧面，棱镜材料的折射率是2。试画出该入射光射向棱镜后所有可能的射出光线。
解：由折射率为2得全反射临界角是45°。光线从左侧面射入后方向不发生改变，射到右侧面和底面的光线的入射角都是60°，大于临界角，因此发生全
反射。反射光线分别垂直射向底面和右侧面。在底面和右侧面同时还有反射光线。由光路可逆知，它们最终又从左侧面射出。所有可能射出的光线如图所示。 【例18】平行光束垂直射在等腰玻璃棱镜的底面上，如图所示．如果在离棱镜距离L＝100cm处放一个屏M。在屏幕中央形成宽为2 d=1cm的暗斑．求棱镜的折射角α。玻璃的拆射率n=1．57，底面大小为2a＝5 cm。
解析：作出这束平行光经过玻璃棱镜后的光路图如图所
示．从图中的光路图可知，棱镜的上半部的折射光线与入射光线的夹角为θ，入射角为α，折射角为β（图中没有画出），由于α很小，由折射定律可得m=sinβ/sinα＝β／α，
θ—β＝（n－l）而 tgθ＝（a＋d）／L=3×10 θ=3×10rad
α＝θ／（n－l）＝3×10／（1．57－1）rad＝5．26×10rad=3
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试题展示
1、某研究性学习小组在探究光的折射过程中，研究折射角与入射角之间的关系，当光由空气斜射入玻璃中时，测得实验数据如下表
由此实验数据可以初步得到的结论是（ ）
A．在误差允许范围内，入射角与折射角之比总是定值 B．在误差允许范围内，入射角正弦与折射角正弦之比总是定值 C．在误差允许范围内，入射角与折射角之差总是定值
D．在误差允许范围内，入射角正弦与折射角正弦之差总是定值 2、光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。以下关于光导纤维的说法正确的是
A、内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射
B、内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射 C、内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射 D、内芯的折射率比外套相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用
3、 图示为一直角棱镜的横截面，∠bac＝90°，∠abc＝60°。一平行细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率n＝2，若不考虑原入射光在bc面上的反射光，则有光线
A . 从ab面射出 B . 从ac面射出
C . 从bc面射出，且与bc面斜交 D . 从bc面射出，且与bc面垂直
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4、光纤通信是一种现代化的通讯手段，它可以提供大容量，高速度、高质量的通信服务。为了研究问题的方便，我们将光导纤维简化为一根长直的玻璃管，如图6所示，设此玻璃管长为L，折射率为n，且光在玻璃的内界面上恰好发生全反射。已知光在真空中的传播速度为c，则光通过此段玻璃管所需的时间为（ ）
A．nL/c B．nL/c C．nL/c D．nL/c
2
2
2
2
图1
5、如右图ABC是一个足够大的直角棱镜主截面的一部分，A为直角。今有一细束单色光PO以和BA成30°角的方向入射在AB侧面上的O点，要使此束光线经AB和AC两界面折射后最终能从AC面射出，棱镜介质对该单色光的折射率应当小于
A．
4 B．3 3C．
7 D．1．5 26、如图所示，有三块截面为等腰直角三角形的透明材料（图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）恰好拼成一个正方形棱镜．从E点垂直于边射入的单色光在F处发生全反射，在G、H连续发生两次折射后射出．若该单色光在三块材料中的传播速率依次为v1、v2、v3，下列关系式中正确的是（ ）
Ⅲ H F Ⅰ G E Ⅱ A．v3>v1>v2 B．v2>v3>v1 C．v3>v2>v1 D．v1>v2>v3
7、如图所示，两束平行的甲光和乙光，相距为d，斜射到置于空气中的平行形玻璃砖上，当它们从玻璃砖的下表面射出时（ ） A．若甲为紫光，乙为红光，则两条出射光线间距离一定大于d B．若甲为紫光，乙为红光，则两条出射光线间距离可能小于d C．若甲为红光，乙为紫光，则两条出射光线间距离可能大于d D．若甲为红光，乙为紫光，则两条出射光线间距离一定小于d
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8、如图所示，用三块完全相同的两面平行玻璃组成一等边三角形。由红光和蓝光组成的一细光束以平行底面 BC从AB面射入，由 AC 面射出，则从AC面射出的光（ ） A．分成两束，上边为蓝光，下边为红光 B．分成两束，上边为红光，下边为蓝光 C．仍为一束，并与底面 BC 平行 D．仍为一束，并向底面 BC 偏折
9、一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角θ射入，穿过玻璃砖自下表射出.已知该玻璃对红光的折射率为1.5.设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为t1和t2，则在θ从0°逐渐增大至90°的过程中
A.t1始终大于t2 B.t1始终小于t2 C.t1先大于后小于t2 D.t1先小于后大于t2
10、一束单色光斜射到厚平板玻璃的一个表面上，经两次折射后从玻璃板另一个表面射出，出
射光线相对于入射光线侧移了一段距离。在下列情况下，出射光线侧移距离最大的是 A．红光以30°的入射角入射 B．红光以45°的入射角入射 C．紫光以30°的入射角入射 D．紫光以45°的入射角入射
11、如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°。己知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行。此玻璃的折射率为C
A．2 B．1.5 C．3 D．2 ．
12.图是一个
1圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM45,若平行光束垂直入3分成5等份，虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON,ON边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率n=射并覆盖OM,则光线B
?射出 A. 不能从圆孤NF1
?射出 B. 只能从圆孤NG1?H射出 C. 能从圆孤G11www.ks5u.com 版权所有@高考资源网
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