【物理】2020届一轮复习人教版第十二章第1讲光的反射与折射 全反射学案
第1讲 光的反射与折射 全反射
[考试标准]
知识内容
考试要求
说明
光的反射与折射
c
不要求引入相对折射率的概念.
全反射
c
光的颜色、色散
b
一、光的反射与折射
1.反射定律
反射光线与入射光线、法线处在同一平面内，反射光线与入射光线分别位于法线的两侧；反射角等于入射角.
2.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：＝n.
(3)在光的折射现象中，光路是可逆的.
3.折射率
(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量.
(2)定义式：n＝.
(3)计算公式：n＝，因为v
λb
C.nanb
答案 BC
解析 一束光经过三棱镜折射后，折射率小的光偏折较小，而折射率小的光波长较长，所以λa>λb，nan乙>n丙
B.波长λ的关系λ甲<λ乙<λ丙
C.频率f的关系f甲λ乙>λ丙，选项B错误，C正确；光由水珠出射到空气时的入射角等于光从空气射入水珠时的折射角，根据光的可逆性知，它们由水珠出射到空气的折射角均等于光从空气射入水珠的入射角，所以θ甲＝θ乙＝θ丙，选项D正确.
11.(多选)如图9所示，杯中装满水，上方有一点A，杯底有一点B，A、B连线和水面的交点为O，现在A点用很细的一束红光照向水面上的P点，正好在B点形成亮点.若在A点用很细的另一颜色的光照向水面上的Q点，也正好在B点形成亮点.下列说法正确的是( )
图9
A.不管另一种光是什么颜色，P点和Q点都在O点的右边
B.若另一种光是紫色，则Q点距O点较远
C.若另一种光是蓝色，则Q点距O点较近
D.若另一种光是黄色，P点和Q点都在O点的左边
答案 AB
解析 光从空气射入水中发生折射，根据折射定律知：折射角小于入射角，故知要在B点形成亮点，P、Q都应在O点右边，故A正确，D错误.假设紫光也照向水面上的P
点，由于水对紫光的折射率大于水对红光的折射率，根据折射定律n＝可知紫光的折射角较小，折射光线更靠近法线，则杯底上光斑落在B点的左侧，所以要使紫光照向水面上的Q点，也正好在B点形成亮点，Q点距O点更远，故B正确.水对蓝光的折射率也比水对红光的大，同理，若另一种光是蓝色，Q点距O点较远，故C错误.
12.如图10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10
A. B. C. D.
答案 A
解析 三棱镜的截面为等腰直角△ABC，光线沿平行于BC边的方向射到AB边，则第一次折射时的入射角等于45°，射到AC边上，并刚好能发生全反射，则有sin C＝.由折射定律可得：n＝＝， 联立得：n＝.
13.(多选)如图11所示，一细束白光通过玻璃三棱镜折射后分成各种单色光，对其中a、b、c三种色光，下列说法正确的是( )
图11
A.c色光在该玻璃三棱镜中的速度最大
B.三种色光的波长关系为λa＞λb＞λc
C.若分别让a、b、c三色光通过同一双缝干涉装置，则a光形成的相邻干涉条纹的间距最大
D.若让a、b、c三色光以相同的入射角从某介质射向真空，b光恰能发生全反射，则a光也一定能发生全反射
答案 AD
解析 根据光的偏折程度可知，该玻璃三棱镜对c光的折射率最小，对a光的折射率最大，则c光的波长最长，a光波长最短，故B错误.c光的折射率最小，由公式v＝分析得知，三色光在玻璃三棱镜中传播时c光速度最大，故A正确.c光的波长最长，a
光波长最短，而相邻干涉条纹的间距与波长成正比，则a光形成的相邻干涉条纹的间距最小，故C错误.a光的折射率最大，由临界角公式sin C＝分析得知，a光的临界角最小，若让a、b、c三色光以相同的入射角从某介质射向真空，b光恰能发生全反射，则a光也一定能发生全反射，故D正确.
14.(多选)如图12甲所示，可以用来测定半圆柱形玻璃砖的折射率n，O是圆心，MN是法线.一束单色光线以入射角i＝30°由玻璃砖内部射向O点，折射角为r，当入射角增大到也为r时，恰好无光线从玻璃砖的上表面射出.让该单色光分别通过宽度不同的单缝a、b后，得到图乙所示的衍射图样(光在真空中的传播速度为c).则下列说法正确的是( )
图12
A.此光在玻璃砖中的全反射临界角为60°
B.玻璃砖的折射率n＝
C.单缝b宽度较大
D.光的偏振现象说明光是一种纵波
答案 BC
解析 根据折射定律有n＝，由题知，玻璃砖的全反射临界角等于C，则有sin C＝，结合i＝30°，C＝r，解得n＝，C＝45°，故A错误，B正确.由题图乙知，单色光通过单缝a后衍射现象比较明显，所以单缝a宽度较小，单缝b宽度较大，故C正确.偏振是横波特有的现象，光的偏振现象说明光是一种横波，故D错误.
15.(多选)ABCDE为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图，AB⊥BC，由a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直AB射入棱镜，经两次反射后光线垂直BC射出，且在CD、AE边只有a光射出，光路如图13所示，则a、b两束光( )
图13
A.在真空中，a光的传播速度比b光大
B.在棱镜内，a光的传播速度比b光小
C.以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角较小
D.分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大
答案 CD
解析 所有光在真空中有相同的速度，A错误；在CD界面上，由题图可知，相同入射角a光发生了折射，b光发生了全反射，说明b光比a光折射率大，由公式v＝可知，同种介质中a光传播速度大，B错误；由于b光的折射率大，根据n＝，可知以相同的入射角从空气斜射入水中时，b光的折射角较小，C正确；折射率小的光的波长长，通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大，D正确.
