《（通用版）2021版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第14章 振動(dòng) 波動(dòng) 光 電磁波 相對(duì)論 第3節(jié) 光的折射 全反射 光的色散教學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（通用版）2021版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第14章 振動(dòng) 波動(dòng) 光 電磁波 相對(duì)論 第3節(jié) 光的折射 全反射 光的色散教學(xué)案（16頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第3節(jié)　光的折射　全反射　光的色散 一、折射定律及折射率 1．折射定律(如圖所示) (1)內(nèi)容：折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比。 (2)表達(dá)式：＝n12，式中n12是比例常數(shù)。 (3)在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。 2．折射率 (1)物理意義：折射率僅反映介質(zhì)的光學(xué)特性，折射率大，說(shuō)明光從真空射入到該介質(zhì)時(shí)偏折大，反之偏折小。 (2)定義式：n＝， (3)計(jì)算公式：n＝，因?yàn)関＜c，所以任何介質(zhì)的折射率都大于1。 二、光的全反射和光的色散 1．全反射 (1)條件： ①光從光密

2、介質(zhì)射入光疏介質(zhì)。 ②入射角大于或等于臨界角。 (2)臨界角：折射角等于90°時(shí)的入射角，用C表示，sin C＝。 (3)應(yīng)用： ①全反射棱鏡。 ②光導(dǎo)纖維，如圖所示。 2．光的色散 (1)光的色散現(xiàn)象：含有多種顏色的光被分解為單色光的現(xiàn)象。 (2)光譜：含有多種顏色的光被分解后，各種色光按其波長(zhǎng)有序排列。 (3)光的色散現(xiàn)象說(shuō)明： ①白光為復(fù)色光； ②同一介質(zhì)對(duì)不同色光的折射率不同，頻率越大的色光折射率越大； ③不同色光在同一介質(zhì)中的傳播速度不同，波長(zhǎng)越短，波速越慢。 1．思考辨析(正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”) (1)某種玻璃對(duì)藍(lán)光的折射率比紅光大，藍(lán)

3、光和紅光以相同的入射角從空氣斜射入該玻璃中，藍(lán)光的折射角較大。 (×) (2)在水中，藍(lán)光的傳播速度大于紅光的傳播速度。 (×) (3)在潛水員看來(lái)，岸上的所有景物都出現(xiàn)在一個(gè)倒立的圓錐里。 (√) (4)光從空氣射入玻璃時(shí)，只要入射角足夠大就可能發(fā)生全反射。 (×) (5)光纖通信利用了全反射的原理。 (√) (6)晚上，在池水中同一深度的兩點(diǎn)光源分別發(fā)出紅光和藍(lán)光，藍(lán)光光源看起來(lái)淺一些。 (√) 2．(多選)下列光線由空氣射入半圓形玻璃磚，或者由玻璃磚射入空氣的光路圖中，正確的是(玻璃的折射率為1.5)(　　) A　　　　B　　　　C　　　　D　　　　E BDE　[光由

4、空氣進(jìn)入玻璃時(shí)，折射角小于入射角，A圖錯(cuò)誤，B圖正確；光由玻璃進(jìn)入空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角sin C＝＝，sin 45°＝＞，將發(fā)生全反射，C圖錯(cuò)誤，D圖正確；sin 30°＝＜，不會(huì)發(fā)生全反射，E圖正確。] 3．(多選)關(guān)于光的傳播現(xiàn)象及應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．一束白光通過(guò)三棱鏡后形成了彩色光帶是光的色散現(xiàn)象 B．光導(dǎo)纖維絲內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率大 C．海面上的海市蜃樓將呈現(xiàn)倒立的像，位置在實(shí)物的上方，又稱上現(xiàn)蜃景 D．一束色光從空氣進(jìn)入水中，波長(zhǎng)將變短，色光的顏色也將發(fā)生變化 E．一束白光從空氣斜射進(jìn)入水中，也將發(fā)生色散 ABE　[一束白光通過(guò)三棱鏡

5、后形成了彩色光帶是光的色散現(xiàn)象，A正確；由全反射的條件可知，內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率要大，故B正確；海市蜃樓將呈現(xiàn)正立的像，位置在實(shí)物的上方，又稱上現(xiàn)蜃景，C錯(cuò)誤；色光進(jìn)入水中，光的頻率不變，顏色不變，D錯(cuò)誤；白光斜射入水中，由于水對(duì)不同色光的折射率不同，各種色光將分開(kāi)，故E正確。] 4.(2019·安慶二模)在陽(yáng)光的照射下，充滿霧氣的瀑布上方常會(huì)出現(xiàn)美麗的彩虹，彩虹是太陽(yáng)光射入球形水珠經(jīng)折射、內(nèi)反射、再折射后形成的，其光線傳播路徑如圖所示，圖中的圓面代表水珠過(guò)球心的截面，太陽(yáng)光平行截面射入球形水珠后，最后出射光線a、b分別代表兩種不同顏色的光線，則水珠對(duì)a、b兩束光折射率的大小關(guān)

6、系是na________nb；a、b兩種光在水珠內(nèi)傳播速度大小關(guān)系是va________vb。(均填“>”或“<”) [解析]　由題圖可知當(dāng)復(fù)色光a、b沿同一方向射入水珠時(shí)會(huì)發(fā)生色散現(xiàn)象，光線a偏折較大，故na>nb；根據(jù)n＝可知a光折射率較大，其速度較小，故va　< 5．(2019·衡水中學(xué)模擬)寬為10 m且中央水深為4 m的池塘邊有一棵樹(shù)，站在正對(duì)岸邊的人看到樹(shù)頂端的倒影與池塘底部中央的點(diǎn)光源在一條直線上。已知人眼到水面的高度為1.5 m，樹(shù)頂端到水面的高度為6 m。則水的折射率為_(kāi)_______；若在水面上各處都看不到該光，則至少要在水面上鋪設(shè)直徑為_(kāi)_

7、______m的遮光膜。 [解析]　根據(jù)題意畫出光路圖，如圖所示。 BF＝10 m，CD＝4 m，AB＝1.5 m，EF＝6 m，由幾何關(guān)系知OB＝2 m，OD＝3 m，OA＝2.5 m，OC＝5 m，則水的折射率n＝＝；若在水面上各處都看不到該光，則發(fā)生了全反射，sin C＝＝，設(shè)遮光膜半徑為R，tan C＝，解得R＝ m<5 m，所以遮光膜的最小直徑為 m＝ m。 [答案]　　 折射定律和折射率的理解及應(yīng)用　[講典例示法] 1．對(duì)折射率的理解 (1)折射率大小不僅反映了介質(zhì)對(duì)光的折射本領(lǐng)，也反映了光在介質(zhì)中傳播速度的大小v＝。 (2)折射率的大小不僅與介質(zhì)本身有關(guān)，

8、還與光的頻率有關(guān)。同一種介質(zhì)中，頻率越大的色光折射率越大，傳播速度越小。 (3)同一種色光，在不同介質(zhì)中雖然波速、波長(zhǎng)不同，但頻率相同。 2．光路的可逆性 在光的折射現(xiàn)象中，光路是可逆的。如果讓光線逆著原來(lái)的折射光線射到界面上，光線就會(huì)逆著原來(lái)的入射光線發(fā)生折射。 [典例示法]　如圖所示，在注滿水的游泳池的池底有一點(diǎn)光源A，它到池邊的水平距離為3.0 m。從點(diǎn)光源A射向池邊的光線AB與豎直方向的夾角恰好等于全反射的臨界角，水的折射率為。 (1)求池內(nèi)的水深； (2)一救生員坐在離池邊不遠(yuǎn)處的高凳上，他的眼睛到池面的高度為2.0 m。當(dāng)他看到正前下方的點(diǎn)光源A時(shí)，他的眼睛所接收的

9、光線與豎直方向的夾角恰好為45°。求救生員的眼睛到池邊的水平距離(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)。 思路點(diǎn)撥：解此題的關(guān)鍵是根據(jù)題意畫出光路圖，并結(jié)合幾何關(guān)系分析計(jì)算。 [解析]　(1)光由A射向B恰好發(fā)生全反射，光路如圖甲所示。 甲 則sin θ＝，得sin θ＝ 又|AO|＝3 m，由幾何關(guān)系可得：|AB|＝4 m，|BO|＝ m，所以水深 m。 (2)光由A點(diǎn)射入救生員眼中光路圖如圖乙所示。 乙 由折射定律有n＝ 可知sin α＝ tan α＝＝ 設(shè)|BE|＝x，由幾何關(guān)系得 tan α＝＝。 代入數(shù)據(jù)得x＝ m≈1.3 m， 由幾何關(guān)系得，救生員到池邊的水平

10、距離為|BC|＝2 m－x≈0.7 m。 [答案]　(1) m　(2)0.7 m 解決光的折射問(wèn)題的思路 (1)根據(jù)題意畫出正確的光路圖。 (2)利用幾何關(guān)系確定光路中的邊、角關(guān)系，要注意入射角、折射角均以法線為標(biāo)準(zhǔn)。 (3)利用折射定律、折射率公式求解。 (4)注意：在折射現(xiàn)象中光路是可逆的。 [跟進(jìn)訓(xùn)練] 　折射現(xiàn)象分析 1.(多選)如圖所示，MN是介質(zhì)1和介質(zhì)2的分界面，介質(zhì)1、2的絕對(duì)折射率分別為n1、n2，一束細(xì)光束從介質(zhì)1射向介質(zhì)2中，測(cè)得θ1＝60°，θ2＝30°，根據(jù)你所學(xué)的光學(xué)知識(shí)判斷下列說(shuō)法正確的是(　　) A．介質(zhì)2相對(duì)介質(zhì)1的相對(duì)折射

11、率為 B．光在介質(zhì)2中的傳播速度小于光在介質(zhì)1中的傳播速度 C．介質(zhì)1相對(duì)介質(zhì)2來(lái)說(shuō)是光密介質(zhì) D．光從介質(zhì)1進(jìn)入介質(zhì)2可能發(fā)生全反射現(xiàn)象 E．光從介質(zhì)1進(jìn)入介質(zhì)2，光的波長(zhǎng)變短 ABE　[光從介質(zhì)1射入介質(zhì)2時(shí)，入射角與折射角的正弦之比叫作介質(zhì)2相對(duì)介質(zhì)1的相對(duì)折射率，所以有n21＝＝，選項(xiàng)A正確；因介質(zhì)2相對(duì)介質(zhì)1的相對(duì)折射率為，可以得出介質(zhì)2的絕對(duì)折射率大，因n＝，所以光在介質(zhì)2中的傳播速度小于光在介質(zhì)1中的傳播速度，選項(xiàng)B正確；介質(zhì)2相對(duì)介質(zhì)1來(lái)說(shuō)是光密介質(zhì)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，有可能發(fā)生全反射現(xiàn)象，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；光從介質(zhì)1進(jìn)入介質(zhì)2，光的頻率不變，速度變小

12、，由v＝λf可知，光的波長(zhǎng)變短，選項(xiàng)E正確。] 　折射率的計(jì)算 2.如圖所示，直角邊AC長(zhǎng)度為d的直角棱鏡ABC置于桌面上，D為斜邊BC的中點(diǎn)，桌面上的S點(diǎn)發(fā)射一條光線經(jīng)D點(diǎn)折射后，垂直于AB邊射出。已知SC＝CD，光線通過(guò)棱鏡的時(shí)間t＝，c為真空中光速，不考慮反射光線。求： (1)棱鏡的折射率n。 (2)入射光線與界面BC間的夾角。 [解析]　(1)光路如圖所示，E是光線在AB邊的射出點(diǎn)，設(shè)光線通過(guò)棱鏡的速度為v，則 DE＝d， 即vt＝d 結(jié)合n＝ 解得：n＝。 (2)光線射到界面BC，設(shè)入射角為i，折射角為r，則有： i＝－θ r＝－2θ 根據(jù)折射定律有

13、：n＝ 解得：θ＝30°。 [答案]　(1)　(2)30° 光的折射、全反射的綜合　[講典例示法] 1．分析綜合問(wèn)題的基本思路 (1)判斷光線是從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)還是從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)。 (2)判斷入射角是否大于等于臨界角，明確是否發(fā)生全反射現(xiàn)象。 (3)畫出反射、折射或全反射的光路圖，必要時(shí)還可應(yīng)用光路的可逆原理畫出光路圖，然后結(jié)合幾何知識(shí)進(jìn)行推斷和求解相關(guān)問(wèn)題。 (4)折射率n是討論折射和全反射問(wèn)題的重要物理量，是聯(lián)系各物理量的橋梁，應(yīng)熟練掌握跟折射率有關(guān)的所有關(guān)系式。 2．求光的傳播時(shí)間的一般思路 (1)全反射現(xiàn)象中，光在同種均勻介質(zhì)中的傳播速度不發(fā)生變

14、化，即v＝。 (2)全反射現(xiàn)象中，光的傳播路程應(yīng)結(jié)合光路圖與幾何關(guān)系進(jìn)行確定。 (3)利用t＝求解光的傳播時(shí)間。 [典例示法]　(2018·全國(guó)卷Ⅱ)如圖所示，△ABC是一直角三棱鏡的橫截面，∠A＝90°，∠B＝60°。一細(xì)光束從BC邊的D點(diǎn)折射后，射到AC邊的E點(diǎn)，發(fā)生全反射后經(jīng)AB邊的F點(diǎn)射出。EG垂直于AC交BC于G，D恰好是CG的中點(diǎn)。不計(jì)多次反射。 (1)求出射光相對(duì)于D點(diǎn)的入射光的偏角； (2)為實(shí)現(xiàn)上述光路，棱鏡折射率的取值應(yīng)在什么范圍？ 思路點(diǎn)撥：(1)根據(jù)題設(shè)條件，判定光在傳播時(shí)是否發(fā)生全反射，畫出入射角等于臨界角時(shí)的臨界光路圖。 (2)運(yùn)用幾何關(guān)系或三角函

15、數(shù)關(guān)系以及反射定律等進(jìn)行分析、判斷、運(yùn)算，解決問(wèn)題。 [解析]　(1)光線在BC面上折射，由折射定律有sin i1＝nsin r1 ① 式中，n為棱鏡的折射率，i1和r1分別是該光線在BC面上的入射角和折射角。光線在AC面上發(fā)生全反射，由反射定律有 i2＝r2 ② 式中i2和r2分別是該光線在AC面上的入射角和反射角。 光線在AB面上發(fā)生折射，由折射定律有 nsin i3＝sin r3 ③ 式中i3和r3分別是該光線在AB面上的入射角和折射角。 由幾何關(guān)系得 i2＝r2＝60°，r1＝i3＝30° ④ F點(diǎn)的出射光相對(duì)于D點(diǎn)的入射光的偏角為 δ＝(r1－i1)＋(18

16、0°－i2－r2)＋(r3－i3) ⑤ 由①②③④⑤式得 δ＝60°。 ⑥ (2)光線在AC面上發(fā)生全反射，光線在AB面上不發(fā)生全反射，有 nsin i2≥nsin C>nsin i3 ⑦ 式中C是全反射臨界角，滿足 nsin C＝1 ⑧ 由④⑦⑧式知，棱鏡的折射率n的取值范圍應(yīng)為 ≤n<2。 ⑨ [答案]　(1)60°　(2)≤n<2 求解全反射現(xiàn)象中光的傳播時(shí)間的技巧 (1)準(zhǔn)確地判斷出恰好發(fā)生全反射的臨界光線是解題的關(guān)鍵。 (2)光的傳播路程應(yīng)結(jié)合光路圖與幾何關(guān)系進(jìn)行確定，所以作光路圖時(shí)應(yīng)盡量與實(shí)際相符。 (3)光在同種均勻介質(zhì)中的傳播速度不發(fā)生變化，即v＝

17、。 (4)利用t＝求解光的傳播時(shí)間。 [跟進(jìn)訓(xùn)練] 　全反射現(xiàn)象的應(yīng)用 1.(多選)一光纖通信中信號(hào)傳播的主要載體是光導(dǎo)纖維，它的結(jié)構(gòu)如圖所示，可看成一段直線，其內(nèi)芯和外套的材料不同，光在內(nèi)芯中傳播，下列關(guān)于光導(dǎo)纖維的說(shuō)法正確的是(　　) A．內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射 B．內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在外套與外界的界面上發(fā)生全反射 C．波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光在光纖中傳播的速度越大 D．頻率越大的光在光纖中傳播的速度越大 E．若紫光以如圖所示角度入射時(shí)，恰能在光纖中發(fā)生全反射，則改用紅光以同樣角度入射時(shí)，不能在光纖中發(fā)生全反射 AC

18、E　[當(dāng)內(nèi)芯的折射率比外套的大時(shí)，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上才能發(fā)生全反射，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光，頻率越小，介質(zhì)對(duì)它的折射率n越小，根據(jù)公式v＝，光在光纖中傳播的速度越大，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；根據(jù)sin C＝知，折射率越大，全反射臨界角越小，紅光的折射率小，則全反射臨界角大，若紫光恰能發(fā)生全反射，則紅光不能發(fā)生全反射，故選項(xiàng)E正確。] 　光的折射和全反射的綜合計(jì)算 2.(2019·唐山一模)如圖所示，內(nèi)徑為R、外徑為R′＝R的環(huán)狀玻璃磚的圓心為O，折射率為n＝。一束平行于對(duì)稱軸O′O的光線由A點(diǎn)進(jìn)入玻璃磚，到達(dá)B點(diǎn)(未標(biāo)出)剛好發(fā)生全反射。求： (1)玻璃磚的臨界角

19、； (2)A點(diǎn)處光線的入射角和折射角。 [解析]　(1)由題給條件畫出光路圖，如圖所示，因在B點(diǎn)剛好發(fā)生全反射，則 sin C＝＝ 得C＝45°。 (2)在△OAB中，OA＝R，OB＝R，由正弦定律得 ＝ 得sin r＝，r＝30° 由＝n 得i＝45°。 [答案]　(1)45°　(2)45°　30° 3.如圖為三棱柱形棱鏡的橫截面，該橫截面為直角邊為d＝1 m的等腰直角三角形。一細(xì)光束由AB面斜射入，并逐漸調(diào)節(jié)入射角及入射點(diǎn)的位置，使細(xì)光束經(jīng)AB面折射后直接射到AC面，且當(dāng)細(xì)光束與AB面的夾角為θ＝30°時(shí)，該細(xì)光束恰好不能從AC面射出。求： (1)該棱鏡的折

20、射率為多大； (2)如果入射點(diǎn)到A點(diǎn)的距離為，光在真空中的傳播速度為c＝3.0×108 m/s，則光束從AB面?zhèn)鞑サ紸C面所用的時(shí)間應(yīng)為多少？(結(jié)果可保留根號(hào)) [解析]　(1)由題意作出光路圖，如圖所示 由幾何關(guān)系可知入射角為 α＝90°－θ＝60° 由于在AC面發(fā)生了全反射，則n＝ 又因?yàn)棣拢茫? 在AB面上：n＝ 解得：n＝。 (2)由幾何關(guān)系可知OE＝，因?yàn)閟in γ＝ 所以cos γ＝，則DE＝＝＝ m 光在棱鏡中的速度為v＝＝×108 m/s 則光束從AB面?zhèn)鞑サ紸C面所用的時(shí)間 t＝＝×10－8 s。 [答案]　(1)　(2)×10－8 s 光

21、的色散和光路控制　 1．光的色散 (1)成因：棱鏡材料對(duì)不同色光的折射率不同，對(duì)紅光的折射率最小，紅光通過(guò)棱鏡后的偏折程度最小，對(duì)紫光的折射率最大，紫光通過(guò)棱鏡后的偏折程度最大，從而產(chǎn)生色散現(xiàn)象。 (2)現(xiàn)象：一束白光通過(guò)三棱鏡后在屏上會(huì)形成彩色光帶。 2．平行玻璃磚、三棱鏡和圓柱體(球)對(duì)光路的控制 類別 項(xiàng)目 　 平行玻璃磚 三棱鏡 圓柱體(球) 結(jié)構(gòu) 玻璃磚上下表面是平行的 橫截面為三角形 橫截面是圓 對(duì)光線的作用 通過(guò)平行玻璃磚的光線不改變傳播方向，但要發(fā)生側(cè)移 通過(guò)三棱鏡的光線經(jīng)兩次折射后，出射光線向棱鏡底邊偏折 圓界面的法線是過(guò)圓心

22、的直線，經(jīng)過(guò)兩次折射后向圓心偏折 [題組訓(xùn)練] 1.(多選)如圖所示，從點(diǎn)光源S發(fā)出的一細(xì)束白光以一定的角度入射到三棱鏡的表面，經(jīng)過(guò)三棱鏡的折射后發(fā)生色散現(xiàn)象，在光屏的ab間形成一條彩色光帶。下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．a(chǎn)側(cè)是紅光，b側(cè)是紫光 B．在真空中a側(cè)光的波長(zhǎng)小于b側(cè)光的波長(zhǎng) C．三棱鏡對(duì)a側(cè)光的折射率大于對(duì)b側(cè)光的折射率 D．在三棱鏡中a側(cè)光的速率比b側(cè)光小 E．在三棱鏡中a、b兩側(cè)光的速率相同 BCD　[由題圖可以看出，a側(cè)光偏折得較厲害，三棱鏡對(duì)a側(cè)光的折射率較大，所以a側(cè)光是紫光，波長(zhǎng)較短，b側(cè)光是紅光，波長(zhǎng)較長(zhǎng)，A錯(cuò)誤，B、C正確；又v＝，所以三棱鏡中

23、a側(cè)光的傳播速率小于b側(cè)光的傳播速率，D正確，E錯(cuò)誤。] 2.(多選)(2019·南寧二中檢測(cè))如圖所示，一束由兩種單色光混合的復(fù)色光沿PO方向射向一上、下表面平行的厚玻璃平面鏡的上表面，得到三束光Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。下列有關(guān)這三束光的判斷正確的是(　　) A．光束Ⅰ仍為復(fù)色光，光束Ⅱ、Ⅲ為單色光 B．光束Ⅱ在玻璃中的傳播速度比光束Ⅲ小 C．增大α角且α<90°，光束Ⅱ、Ⅲ會(huì)遠(yuǎn)離光束Ⅰ D．改變?chǔ)两乔姚?90°，光束Ⅱ、Ⅲ一定與光束Ⅰ平行 E．減小α角且α>0，光束Ⅲ可能會(huì)在上表面發(fā)生全反射 ABD　[由題意畫出如圖所示的光路圖，可知光束Ⅰ是反射光線，所以仍是復(fù)色光，而光束Ⅱ、Ⅲ由于

24、折射率的不同導(dǎo)致偏折分離，所以光束Ⅱ、Ⅲ是單色光，故A正確；由于光束Ⅱ的偏折程度大于光束Ⅲ，所以玻璃對(duì)光束Ⅱ的折射率大于對(duì)光束Ⅲ的折射率，根據(jù)v＝可知，光束Ⅱ在玻璃中的傳播速度比光束Ⅲ小，故B正確；當(dāng)增大α角且α<90°，即入射角減小時(shí)，光束Ⅱ、Ⅲ會(huì)靠近光束Ⅰ，故C錯(cuò)誤；因?yàn)楹癫Ａ矫骁R的上下表面是平行的，根據(jù)光的入射角與反射角相等以及光的可逆性，可知改變?chǔ)两乔姚?90°，光束Ⅱ、Ⅲ一定與光束Ⅰ平行，故D正確；減小α角且α>0，根據(jù)折射定律，光的折射角增大，根據(jù)光的可逆性知，光束Ⅲ不可能在上表面發(fā)生全反射，故E錯(cuò)誤。] 實(shí)驗(yàn)：測(cè)定玻璃的折射率　 1．實(shí)驗(yàn)原理 如圖所示，當(dāng)光線AO1

25、以一定的入射角θ1穿過(guò)兩面平行的玻璃磚時(shí)，通過(guò)插針?lè)ㄕ页龈肷涔饩€AO1對(duì)應(yīng)的出射光線O2B，從而求出折射光線O1O2和折射角θ2，再根據(jù)n12＝或n＝算出玻璃的折射率。 2．實(shí)驗(yàn)步驟 (1)如圖所示，把白紙鋪在木板上。 (2)在白紙上畫一直線aa′作為界面，過(guò)aa′上的一點(diǎn)O畫出界面的法線NN′，并畫一條線段AO作為入射光線。 (3)把長(zhǎng)方形玻璃磚放在白紙上，并使其長(zhǎng)邊與aa′重合，再用直尺畫出玻璃磚的另一邊bb′。 (4)在線段AO上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2。 (5)從玻璃磚bb′一側(cè)透過(guò)玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線的方向直到P1的像被P2的像擋住。再

26、在bb′一側(cè)插上兩枚大頭針P3、P4，使P3能擋住P1、P2的像，P4能擋住P3本身及P1、P2的像。 (6)移去玻璃磚，在拔掉P1、P2、P3、P4的同時(shí)分別記下它們的位置，過(guò)P3、P4作直線O′B交bb′于O′。連接O、O′，OO′就是玻璃磚內(nèi)折射光線的方向?！螦ON為入射角?！螼′ON′為折射角。 (7)改變?nèi)肷浣?，重?fù)實(shí)驗(yàn)。 [題組訓(xùn)練] 1．某同學(xué)利用“插針?lè)ā睖y(cè)定玻璃的折射率，所用的玻璃磚兩面平行。正確操作后，作出的光路圖及測(cè)出的相關(guān)角度如圖所示。 (1)此玻璃的折射率計(jì)算式為n＝________(用圖中的θ1、θ2表示)。 (2)如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚

27、可供選擇，為了減小誤差，應(yīng)選用寬度________(填“大”或“小”)的玻璃磚來(lái)測(cè)量。 [解析]　(1)光線由空氣射入玻璃的入射角i＝90°－θ1，折射角r＝90°－θ2，由折射率的定義可得：n＝＝＝。 (2)根據(jù)平行玻璃磚對(duì)光線的影響可知，玻璃磚寬度越大，側(cè)移量越大，折射角的測(cè)量誤差越小。 [答案]　(1)　(2)大 2．如圖所示，某同學(xué)用插針?lè)y(cè)定一半圓形玻璃磚的折射率。在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P1、P2確定入射光線，并讓入射光線過(guò)圓心O，在玻璃磚(圖中實(shí)線部分)另一側(cè)垂直紙面插大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，連接OP3，圖中MN為分界線，虛線半圓與玻璃磚對(duì)稱，B、C分

28、別是入射光線、折射光線與圓的交點(diǎn)，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點(diǎn)。 (1)設(shè)AB的長(zhǎng)度為l1，AO的長(zhǎng)度為l2，CD的長(zhǎng)度為l3，DO為的長(zhǎng)度為l4，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測(cè)量________，則玻璃磚的折射率可表示為_(kāi)_______。 (2)該同學(xué)在插大頭針P3前不小心將玻璃磚以O(shè)為圓心順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一小角度，由此測(cè)得玻璃磚的折射率將________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。 [解析]　(1)sin θ1＝，sin θ2＝，因此玻璃磚的折射率n＝＝＝，因此只需測(cè)量l1和l3即可。 (2)玻璃磚順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)小角度，在處理數(shù)據(jù)時(shí)，認(rèn)為l1是不

29、變的，即入射角不變，而l3減小，所以測(cè)量值n＝將偏大。 [答案]　(1)l1和l3　　(2)偏大 3．(2019·濟(jì)南質(zhì)檢)某同學(xué)測(cè)量玻璃磚的折射率，準(zhǔn)備了下列器材：激光筆、直尺、刻度尺、一面鍍有反射膜的平行玻璃磚。如圖所示，直尺與玻璃磚平行放置，激光筆發(fā)出的一束激光從直尺上O點(diǎn)射向玻璃磚表面，在直尺上觀察到A、B兩個(gè)光點(diǎn)，讀出OA間的距離為20.00 cm，AB間的距離為6.00 cm，測(cè)得圖中直尺到玻璃磚上表面距離d1＝10.00 cm，玻璃磚厚度d2＝4.00 cm。玻璃的折射率n＝________，光在玻璃中的傳播速度v＝________ m/s。(光在真空中傳播速度c＝3.0×108 m/s，結(jié)果保留2位有效數(shù)字) [解析]　作出光路圖如圖所示，根據(jù)幾何知識(shí)可得入射角i＝45°，折射角r＝37°，故折射率n＝≈1.2，故v＝＝2.5×108 m/s。 [答案]　1.2　2.5×108 16