内部文件，版权追溯 内部文件，版权追溯 内部文件，版权追溯 第十五单元 光学 电磁波 相对论
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内容 光的折射定律 折射率，全反射，光导纤维，光的干涉、衍射和偏振现象 电磁波的产生，电磁波的发射、传播和接收，电磁波谱 狭义相对论的基本假设、质能关系 实验：测定玻璃
要求 2013年 卷Ⅰ 卷Ⅱ 2014年 卷Ⅰ 卷Ⅱ 2015年 卷Ⅰ 卷Ⅱ 卷Ⅰ 2016年 卷Ⅱ 卷Ⅲ 34(1) Ⅱ 34(2) 34(2) 34(2) 34(2) 34(1) 34(1) Ⅰ 34(1) 34(1) 34(1) Ⅰ Ⅰ 1
的折射率 实验：用双缝干涉测量光的波长 34(1) 34(1) 1.本章考查的热点有光的折射定律、折射率的计算、全反射的应用等，题型有选择、填空、计算等，难度中等偏下，光的折射与全反射的综合，以计算题的形式考查的居多． 2．对于光学部分，分析几何光学中的折射、全反射和临界角问题时，应注意与考情实际应用的联系，作出正确的光路图； 分析 3．电磁波和相对论部分，以考查基本概念及对规律的简单理解为主，不可忽视任何一个知识点． 3．对本单元的两个实验，高考时直接考查的频率不高，但复习时不能忽略，要注意对实验原理、器材、步骤、数据处理方法、误差分析等的理解 第36讲 光的折射、全反射
? 教材知识梳理
一、光的折射定律与折射率
1．折射现象：光从一种介质进入另一种介质时传播方向________的现象．
2．折射定律内容：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的________；入射角的正弦与________成正比．
3．(1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时，________与________之比，叫作这种介质的折射率．
(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． 二、全反射
1．条件：(1)光从________介质射向________介质；(2)入射角________临界角．
2．临界角：折射角等于90°时的入射角．若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，则sin C＝________．
三、光的色散、棱镜
1．光的色散：含有多种颜色的光被分解为________的现象叫作光的色散．白光通过三棱镜会分解为红、橙、________、绿、________、靛、紫七种单色光．
2．光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长的________排列． 【思维辨析】
(1)无论是折射光路，还是全反射光路都是可逆的．( )
(2)光线从光疏介质进入光密介质，入射角等于临界角时发生全反射现象．( ) (3)若光从空气中射入水中，它的传播速度一定增大．( ) (4)在同一种介质中，光的频率越大，折射率越大．( ) (5)折射率跟折射角的正弦成正比．( )
(6)只要入射角足够大，就能发生全反射．( ) (7)折射定律是托勒密发现的．( ) (8)密度大的介质一定是光密介质．( )
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? 考点互动探究
考点一 全反射现象的理解及应用 对全反射的理解
(1)光的反射和全反射现象均遵循光的反射定律，光路均是可逆的． (2)光线射向两种介质的界面时，往往同时发生反射和折射现象，但在全反射现象中只发生反射现象，不发生折射现象，当折射角等于90°时，实际上就已经没有折射光线了．
(3)光从光密介质射向光疏介质时，随着入射角增大，反射光的能量增强，折射光的能量减弱，当入射角增大到临界角时，折射光的能量减小到零，发生全反射现象，折射光线消失．
1 如图15-36-1所示，玻璃球冠的折射率为3，其底面镀银，底面的半径是球半径的
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；在过球心O且垂直于底面的平面(纸面)内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M2
点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点．求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角．
图15-36-1
式题1 (平板玻璃中的全反射)[2014·全国卷Ⅱ] 一厚度为h的大平板玻璃水平放置，
其下表面贴有一半径为r的圆形发光面，在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上，已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折射率．
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式题2 (棱镜中的全反射)[2013·新课标全国卷Ⅱ] 如图15-36-2所示，三棱镜的横
截面为直角三角形ABC，∠A＝30°，∠B＝60°.一束平行于AC边的光线自AB边的P点射入三棱镜，在AC边发生反射后从BC边的M点射出．若光线在P点的入射角和在M点的折射角相等，
(1)求三棱镜的折射率；
(2)在三棱镜的AC边是否有光线透出？写出分析过程．(不考虑多次反射)
图15-36-2
■ 方法总结
(1)画出恰好发生全反射的光路图； (2)利用几何关系找出临界角； (3)判断发生全反射的范围． 考点二 光的色散
1.光速与波长、频率的关系 光速v与波长λ、频率f的关系为v＝λf.光从一种介质进入另一种介质时，频率不变，波长改变，光速改变．
2．各种色光的比较 颜色 频率 同一介质中折射率 同一介质中速度 波长 临界角 通过棱镜的偏折角
2 (多选)[2015·全国卷Ⅱ] 如图15-36-3所示，一束光沿半径方向射向一块半圆形
玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线，则( )
红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 低→高 小→大 大→小 大→小 大→小 小→大 4
图15-36-3
A．在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度 B．在真空中，a光的波长小于b光的波长
C．玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率
D．若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失
E．分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
式题 (光速＋折射率＋临界角)[2015·四川卷] 直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光
束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图15-36-4所示．a、b光相比( )
图15-36-4
A．玻璃对a光的折射率较大
B．玻璃对a光的临界角较小 C．b光在玻璃中的传播速度较小 D．b光在玻璃中的传播时间较短 考点三 折射定律与全反射综合
求解光的折射与全反射的综合问题时，要抓住折射定律和发生全反射的条件这两个关键．基本思路如下：
1．判断光线是从光疏介质进入光密介质还是从光密介质进入光疏介质， 2．判断入射角是否大于临界角，明确是否发生全反射现象．
3．画出反射、折射或全反射的光路图，必要时还可应用光路的可逆原理画出光路图，然后结合几何知识进行推断和求解相关问题．
4．折射率n是讨论折射和全反射问题的重要物理量，是联系各物理量的桥梁，对跟折射率有关的所有关系式应熟练掌握．
3 [2013·全国卷Ⅰ] 图15-36-5为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面．已知光在真空中的传播速度为c.
(1)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件；
(2)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间．
图15-36-5
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