幻灯片 1光的折射定律和折射率
(1)当入射角θ1＝45°时，反射光线与折射光线间的夹角θ为多少？
(2)当入射角θ1为何值时，反射光线与折射光线间的夹角θ＝90°？
图12－3－1
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幻灯片 2----
幻灯片 3 1．光的折射
光从一种介质进入另一种介质时，传播
方向发生改变的现象称为光的折射现象。
2．光的折射定律
(1)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 ；入射角的正弦与折射角的正弦成 。
图12－3－2
两侧
正比
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幻灯片 4(3)光的折射现象中，光路是 的。
3．折射率
(1)定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦 ，叫做这种介质的折射率。
可逆
之比
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幻灯片 53×108
小于
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幻灯片 6 [试一试]
1．如图12－3－3所示，有一束平行于等
边三棱镜截面ABC的单色光从空气射
向E点，并偏折到F点。已知入射方向
与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为
边AB、BC的中点，则 ( )
图12－3－3
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幻灯片 7答案：AC
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幻灯片 8全反射 色散
已知介质对某单色光的临界角为C，则介质对单色光的折射率为多少？单色光在该介质中传播速度为多少？此单色光在该介质中的波长是多少？
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幻灯片 91．全反射
(1)条件：
①光从 射入 。
②入射角 临界角。
(2)现象： 完全消失，只剩下 。
光密介质
光疏介质
等于或大于
折射光
反射光
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幻灯片 10(4)应用：
① 棱镜。
②光导纤维，如图12－3－4所示。
图12－3－4
全反射
2．光的色散
(1)定义：含有多种颜色的光被分解为
单色光的现象叫做光的色散，如图12－3－
5所示，光谱中 在最上端， 在最下
端，中间是橙、黄、绿、青、蓝等色光。
(2)白光的组成：光的色散现象说明白光是 光，是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种单色光组成的。
图12－3－5
红光
紫光
复色
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幻灯片 11[试一试]
图12－3－6
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幻灯片 12折射定律及折射率的应用
(2)折射率由介质本身性质决定，与入射角的大小无关。
(3)折射率与介质的密度没有关系，光密介质不是指密度大的介质。
(4)同一种介质中，频率越大的色光折射率越大，传播速度越小。
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幻灯片 13 [例1] 一半圆柱形透明物体横截面
如图12－3－7所示，底面AOB镀银(图
中粗线)，O表示半圆截面的圆心，一束
光线在横截面内从M点入射，经过AB面
反射后从N点射出。已知光线在M点的入射角为30°，∠MOA＝60°，∠NOB＝30°。求：
(1)光线在M点的折射角；
(2)透明物体的折射率。
图12－3－7
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幻灯片 14[审题指导]
(1)根据反射对称确定光路图；
(2)根据几何角度关系确定折射角；
[尝试解题]
(1)如图所示，透明物体内部的光
路为折线MPN，Q、M点相对于底面EF
对称，Q、P和N三点共线。
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幻灯片 15设在M点处，光的入射角为θ1，折射角为θ2，
∠OMQ＝α，∠PNF＝β
根据题意有α＝30°①
由几何关系得，∠PNO＝∠PQO＝θ2，
于是β＋θ2＝60°②
且α＋θ2＝β③
由①②③式得θ 2＝15°④
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幻灯片 16----
幻灯片 17全 反 射
1.全反射的理解
(1)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。
(2)光的全反射现象遵循光的反射定律，光路是可逆的。
(3)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。当折射角等于90°时，实际上就已经没有折射光了。
(4)全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射。
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幻灯片 182．全反射的有关现象及应用
(1)海水浪花呈白色、玻璃(水)中气泡看起来特别亮、沙漠蜃景、夏天的柏油路面看起来“水淋淋”的、海市蜃楼、钻石的夺目光彩、水下灯照不到整个水面、全反射棱镜等。
(2)光导纤维：
①结构：简称光纤，是一种透明的玻璃纤维丝，直径在几微米到一百微米之间，由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率，即内芯是光密介质，外套是光疏介质。
②原理：光在光纤的内芯中传播，每次射到内、外层的界面上时，都要求入射角大于临界角，从而发生全反射。
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幻灯片 19 [例2] (2012·山东高考)如图12－3－8所
示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB
为直径。来自B点的光线BM在M点射出，出
射光线平行于AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射。已知∠ABM＝30°，求
(1)玻璃的折射率。
(2)球心O到BN的距离。
图12－3－8
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幻灯片 20----
幻灯片 21----
幻灯片 22解答全反射类问题的技巧
解答全反射类问题时，要抓住发生全反射的两个条件：一是光必须从光密介质射入光疏介质，二是入射角大于或等于临界角。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，这样更有利于问题的分析。
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幻灯片 23光的色散
各种色光的比较
小→大
通过棱镜的偏折角
大→小
临界角
大→小
波长
大→小
同一介质中速度
小→大
同一介质中的折射率
低→高
频率v
红橙黄绿青蓝紫
颜色
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幻灯片 24图12－3－9
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幻灯片 25A．屏上c处是紫光 B．屏上d处是红光
C．屏上b处是紫光 D．屏上a处是红光
[审题指导]
(1)根据所给信息确定折射率随波长λ的变化关系。
(2)根据各种色光的波长，确定经过三棱镜后的偏折程度。
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幻灯片 26[答案] D
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幻灯片 27[随堂巩固落实]
A．30° B．45°
C．60° D．75°
图12－3－10
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幻灯片 28答案：A
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幻灯片 292．如图12－3－11所示，一个三棱镜的
截面为等腰直角△ABC，∠A为直角。
此截面所在平面内的光线沿平行于
BC边的方向射到AB边，进入棱镜后
直接射到AC边上，并刚好能发生全反射。该棱镜材料的折射率为 ( )
图12－3－11
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幻灯片 30答案：A
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幻灯片 31图12－3－12
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幻灯片 32答案：A
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幻灯片 334．(2012·江苏调研)一束细光束由真空沿着径向射入一块
半圆柱形透明体，如图12－3－13(a)所示，对其射出后的折射光线的强度进行记录，发现折射光线的强度随着θ的变化而变化，如图(b)的图线所示，此透明体的临界角为________，折射率为________。
图12－3－13
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幻灯片 34----
幻灯片 35图12－3－14
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幻灯片 36答案：60° 60°
课时跟踪检测
见“课时跟踪检
测（四十三）”
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幻灯片 37（给有能力的学生加餐）
1.(2012·合肥质量检测)如图1所示为一直角三棱镜的横截
面，棱镜材料的折射率为2，∠A＝40°，∠C＝90°，当入射光线以垂直于AB面的方向射入棱镜时，则有光线 ( )
A．从AC面射出
B．从CB面射出
C．从AB面射出，且与AB面斜交
D．从AB面射出，且与AB面垂直
图1
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幻灯片 38答案：D
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幻灯片 392.(2012·广东模拟)如图2所示，两块相同
的玻璃等腰三棱镜ABC置于空气中，
两者的AC面相互平行放置，由红光和
蓝光组成的细光束平行于BC面从P点射
入，通过两棱镜后变为从a、b两点射出的单色光，对于这两束单色光，下列说法正确的是 ( )
A．从a、b两点射出的单色光不平行
B．从a、b两点射出的单色光仍平行，且平行于BC面
C．红光在玻璃中的传播速度比蓝光小
D．从a点射出的单色光为蓝光，从b点射出的单色光
为红光
图2
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幻灯片 40解析：等腰三棱镜如题图放置可认为是平行玻璃砖，不改变光的传播方向，选项A错，B对；红光频率低于蓝光，故红光速度大于蓝光，C错；蓝光的折射率大，故b点应该是蓝光，D错。
答案：B
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幻灯片 413.(2013·银川模拟)平面MN、PQ、ST为
三个相互平行的界面，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
为三种不同的介质，平面ST的上表
面涂有反射层(光线不能通过)，某
种单色光线射向界面MN后，发生了一系列的反射和折射现象，光路如图3所示。则 ( )
A．当入射角β适当减小时，光线c、d都可能会消
失
B．当入射角β适当增大时，光线d可能会消失
C．对于三种介质，光在介质Ⅱ中的传播速度最小
D．出射光线b、c、d不一定平行
图3
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幻灯片 42解析：a光在MN界面不会发生全反射，但随着β角增大，a光就可能会在PQ界面发生全反射，则光线d消失，选项B正确。Ⅱ介质折射率最大，光在Ⅱ中速度最小，选项C正确。如光线b、c、d都有，由几何关系可知必相互平行，故选项D错。
答案：BC
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幻灯片 43图4
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幻灯片 44答案：45°
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幻灯片 45图5
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幻灯片 46答案：1.73
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幻灯片 47图6
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幻灯片 48答案：23 cm
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幻灯片 497.(2012·海南高考)一玻璃三棱镜，其截面为
等腰三角形，顶角θ为锐角，折射率为。
现在横截面内有一光线从其左侧面上半
部射入棱镜。不考虑棱镜内部的反射。
若保持入射线在过入射点的法线的下方一侧(如图7)，且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧面射出，则顶角θ可在什么范围内取值？
解析：设入射光线经玻璃折射时，入射角为i，折射角为r，射至棱镜右侧面的入射角为α。根据折射定律有sin i＝nsin r，①
图7
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幻灯片 50由几何关系得：θ＝α＋r②
当i＝0时，由①式知r＝0，α有最大值αm(如图)，
由②式得，θ＝αm。③
同时应小于玻璃对空气的全反射临界角，
即sin αm＜1/n④
由①②③④式和题给条件可得，
棱镜顶角θ的取值范围为0＜θ＜45°。
答案：0＜θ＜45°
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