高中物理人教专题73 光的折射和全反射（解析版）.docx

2023届高中物理一轮复****多维度导学与分层专练
专题73 光的折射和全反射
导练目标
导练内容
目标1
光的折射定律及折射率
目标2
光的全反射
目标3
光的色散
【知识导学与典例导练】
光的折射定律及折射率
1．对折射率的理解
(1)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：v＝。
(2)折射率的大小不仅与介质本身有关，还与光的频率有关。同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。
(3)同一种色光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同。
2．应用光的折射定律解题的一般思路
(1)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。
(2)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。
(3)注意在折射现象中，光路是可逆的。
【例1】如图所示，玻璃三棱镜的截面为直角三角形，其中∠A=60°，∠B=30°，∠C=90°，一束单色光照射到BC上面上的D点，当入射角i=60°时，光线折射到AB边上没有光线射出，光线反射到AC面上与BC平行，则该玻璃的折射率为（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【详解】
光束在BC边上折射由几何关系解得故选A。
【例2】小华家装修，阳台窗户是双层玻璃，双层平行玻璃中间是氙气，合同规定两块玻璃的厚度相同计为d，中间夹层气体的厚度为h，小华想帮助父母看看双层玻璃是否是按合同要求安装的。设计如下：小华找到一个激光笔，让光从窗户一侧以与玻璃成角入射并记录入射点A，同时记录A点在对面玻璃外面的投影点，然后在窗户另一侧记录出射点的位置B。测量的距离。已知玻璃的折射率为，认为氙气的折射率为1。如果按合同要求玻璃、气体、玻璃分别是、、安装的窗户，则的长度约为（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】根据折射定律有得
再次由折射定律得知得得由于第二块玻璃中的偏移情况和第一块玻璃相同，则得故选项C正确，ABD错误。故选C。
光的全反射
光的折射和全反射问题的解题要点
两个技巧
四点注意
(1)解答全反射类问题时，要抓住发生全反射的两个条件：
①光必须从光密介质射入光疏介质；
②入射角大于或等于临界角。
(2)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。
(1)明确哪种是光密介质、哪种是光疏介质。同一种介质，相对于其他不同的介质，可能是光密介质，也可能是光疏介质。
(2)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。
(3)光的反射、折射和全反射现象，光路均是可逆的。
(4)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。
【例3】如图所示，甲、乙两块透明介质，折射率不同（均大于1），截面为圆周，半径均为R，对接成半圆。一细光束从a点垂直射入甲中，在甲的边界b点发生全反射，在乙的边界d点同时发生反射和折射。不考虑光线在界面上的反射，，则（　　）
A．介质甲的折射率小于乙的 B．光在甲中的频率大于在乙中的
C．光在甲中的速度小于在乙中的 D．光在甲中的波长大于在乙中的
【答案】C
【详解】A．在甲的边界b点发生全反射，在乙的边界d点同时发生反射和折射。光路图如图所示。
由题意可知，；光在介质乙中的临界角大于光在介质甲中的临界角，又得，A错误；
B．同一种光在不同介质中频率不变，B错误；
C．光在介质中的速度得，C 正确；
D．光的在介质中传播速度和波长的关系得，D错误。故选C。
【例4】如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的复色光从空气射向AB边的中点D，入射方向与边
AB的夹角为θ=30°，经三棱镜折射后分为a、b两束单色光，单色光a偏折到BC边的中点E，单色光b偏折到F点，则下列说法中正确的是（　　）
A．在棱镜中传播，a光的传播速度较大
B．a光的频率大于b光的频率
C．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大
D．入射方向与边AB垂直时，BC边射出光线为a光
【答案】B
【详解】AB．由光路可知，a光的偏折程度较大，可知a光的折射率较大，根据可知，在棱镜中传播，a光的传播速度较小，选项A错误，B正确；
C．因a光的折射率较大，则频率较大，波长较短，根据可知，分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距小，选项C错误；
D．因a光的折射率为则临界角即C<60°若入射方向与边AB垂直时，a光射到BC边时的入射角为60°，则a光将在BC