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光的折射、全反射、色散

编稿：孟某某

【知识网络】

【考点梳理】

考点一、折射及折射定律

要点诠释：

1、光的折射　　光射到两种介质的界面处，一部分进入到另一种介质中，并且改变原来的传播方向的现象叫做光的折射。2、折射定律　　折射光线跟入射光线和法线在同一平面上，并且分别位于法线两侧，入射角i的正弦跟折射角r的正弦成正比，即
常数。3、折射率　　光从真空射入某种介质发生折射时，入射角i的正弦跟折射角r的正弦之比，叫做这种介质的折射率，即
。　　它还等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度v之比，即
。对折射定律的理解：　　（1）任何介质的折射率均大于1。　　（2）相比较而言，折射率大的物质叫光密介质，折射率小的物质叫光疏介质，因此光疏介质或光密介质是相对的。　　（3）介质的折射率表明了介质的折光能力，是由介质的属性决定的，不同的介质有不同的折射率，所以光在不同的介质中的速度不同。　　（4）光的折射现象中，光路是可逆的。

考点二、全反射和临界角

要点诠释：

1、全反射

　　光从光密介质射入光疏介质时，在界面处，一部分光被反射，另一部分光被折射到另

一种介质中，随着入射角的增大，折射角增大，且折射光线能量减弱，反射光线能量增强，

当入射角增大到某一角度时，使折射角等于90°，折射光线消失，只剩下反射光线，这种

现象叫做全反射。

2、临界角　　在全反射中，当折射角等于90°时的入射角叫临界角。

　　临界角C的计算：当光线由某种折射率为n的介质射入真空（或空气）时，
。

3、发生全反射的条件　　光从光密介质射向光疏介质；入射角大于或等于临界角。4、全反射现象的应用　　在理解并掌握了全反射现象及其产生的条件后，可以举出一些现象，运用全反射的知识进行分析解释。　　例如：（1）草叶上的露珠在阳光照射下晶莹透亮，空试管放在盛水的烧杯中，会看到试管壁很明亮，等等。　　（2）光导纤维是全反射的实际应用，与现代科学技术的发展关系密切。　　光导纤维，简称光纤，如图所示。光导纤维是利用全反射的原理来传播光信号的，通常光纤是由内芯和外套两层组成的，内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射，利用光纤可实现光纤通信，而光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰。　　　

　考点三、棱镜和光的色散

1、棱镜　　棱柱形的透明体为棱镜，而横截面为三角形的棱镜即为三棱镜。折射率大于周围介质的棱镜具有使光线向底面偏折的作用，一个物体通过它所成的虚像则向顶角偏移。而折射率小于周围介质的棱镜对光线的作用则正好相反。需注意的是光在通过三棱镜时，光线要经过两次折射。

要点诠释：2、一束白光经棱镜折射后会发生色散现象。　　复色光在介质中由于折射率不同而分解成单色光的现象，叫做光的色散。　　一束白光通过三棱镜后产生色散，在屏上形成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫彩色光谱，说明白光是复色光。3、不同色光在介质中的速度是不同的　　红光在玻璃中的光速最大，故红光在玻璃中的折射率最小，偏向角也最小，而紫光在玻璃中的光速最小，故紫光在玻璃中的折射率最大，偏向角也最大，因此白光由于各色光通过棱镜后偏向角不同而产生色散现象（如图）。　　
　　（1）白光为复色光。　　（2）同一介质对不同色光的折射率不同，频率越大的色光折射率越大。　　（3）不同色光在同一介质中传播速度不同。要点诠释：正确理解光的频率、折射率、光速、波长、全反射临界角等物理量的关系　　白光通过三棱镜后会发生色散，光从一种介质射入另一种介质时，频率是不变的。但同一 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 交入射光线与折射光线于E、F，从E、F作法线的垂线交于G、H，用刻度尺量出EG、FH的长，由公式

求出折射率。

【变式2】（2015 安徽卷）如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气。当出射角
和入射角i相等时，出射光线相对于入射光线偏转的角度为
。已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为

A．
B．
C．
D．

【答案】A

【解析】由几何关系得，入射角等于
，折射角等于
，所以折射率为
，故选A。

【考点】考查折射率知识。[来源:学_科_网Z_X_X_K]

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