第十六章第1讲光的折射、全反射

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第1讲　光的折射、全反射

目标要求　1.理解折射率的概念，掌握光的折射定律.2.掌握全反射的条件并会用全反射的

条件进行相关计算.

考点一　光的折射

基础回扣

1.折射定律

(1)内容：如图 1所示，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

分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比.

图1

(2)表达式：＝n12(n12 为比例常数).

2.折射率

(1)定义式：n＝.

(2)计算公式：n＝，因为 v<c，所以任何介质的折射率都大于

1 .

技巧点拨

1.对折射率的理解

(1)折射率的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.

① 同一种介质中，频率越大的光折射率越大，传播速度越小.

② 同一种光，在不同介质中虽然波速、波长不同，但频率相同.

2.光路的可逆性

在光的折射现象中，光路是可逆的.如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会

逆着原来的入射光线发生折射.

3.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制特点

平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)

结构玻璃砖上下表面是平

行的

横截面为三角形的

三棱镜横截面是圆

对光线的作用

通过平行玻璃砖的光

线不改变传播方向，

但要发生侧移

通过三棱镜的光线

经两次折射后，出

射光线向棱镜底面

偏折

圆界面的法线是过圆心

的直线，光线经过两次

折射后向圆心偏折

应用测定玻璃的折射率

全反射棱镜，改变

光的传播方向

改变光的传播方向

例1　(2020·陕西省周至县高三第二次模拟)如图 2所示，直角边 AC 长度为 d的直角棱镜

ABC 置于桌面上，D为斜边 BC 的中点，桌面上的 S点发射一条光线经 D点折射后，垂直于

AB 边射出.已知 SC＝CD，光线通过棱镜的时间 t＝，c为真空中光速，不考虑反射光线.求：

图2

(1)棱镜的折射率 n；

(2)入射光线与界面 BC 间的夹角.

答案　(1)　(2)30°

解析　(1)光路图如图所示，

E是光线在 AB 边的出射点，设光线通过棱镜的速度为 v，则 DE＝d，即 vt＝d

又n＝

解得 n＝.

(2)光线射到界面 BC，设入射角为 i，折射角为 r，则 i＝－θ，r＝－2θ，

又n＝，

解得 θ＝30°.

1.(光的折射)(2020·山东滨州市模拟)如图 3所示，ACDB 为圆柱型玻璃的横截面，AB 为其直

径.现有两单色光组成的复合光沿 EA 方向射向玻璃，其折射光线分别沿 AC、AD 方向，光从

A到C的时间为 tAC，从 A到D的时间为 tAD.则(　　)

图3

A.tAC＝tAD B.tAC＜tAD

C.tAC＞tAD D.无法确定

答案　B

解析　由于 AD 光折射角小于 AC 光的折射角，故 AD 光的折射率大于 AC 光的折射率，由 v

＝可知，AD 光在玻璃中的传播速度较小，AB 为直径，故 AD＞AC，所以 tAC＜tAD，故 B正

确.

2.(折射定律的应用)(2019·全国卷Ⅰ·34(2))如图 4，一艘帆船静止在湖面上，帆船的竖直桅杆

顶端高出水面 3 m.距水面 4 m 的湖底 P点发出的激光束，从水面出射后恰好照射到桅杆顶端，

该出射光束与竖直方向的夹角为 53°(取sin 53°＝0.8).已知水的折射率为.

图4

(1)求桅杆到 P点的水平距离；

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摘要：

第1讲　光的折射、全反射目标要求　1.理解折射率的概念，掌握光的折射定律.2.掌握全反射的条件并会用全反射的条件进行相关计算.考点一　光的折射基础回扣1.折射定律(1)内容：如图1所示，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两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比.图1(2)表达式：＝n12(n12为比例常数).2.折射率(1)定义式：n＝.(2)计算公式：n＝，因为v

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