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第2讲几何光学2.1光的折射知识点睛阳光能够照亮水中的鱼和水草同时我们也能通过水面看到太阳的倒影这说明什么呢？[来源:Z|xx|k.Com]光从空气射到水面时一部分进入水中另一部分光返回空气中。一般来说光从第1种介质射到它与第2种介质的界面时一部分光会返回到第1种介质这个现象叫做光的反射；另一部分会进入第2种介质这个现象叫做光的折射。均匀介质中光沿直线传播和光的反射的知识我们已经学习过大家还记得吗？1．光沿直线传播及光的反射定律复习⑴光在同一种均匀介质中沿直线传播。光在真空中的传播速度最大约为。⑵光从一种介质射到两种介质的分界面时会发生反射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。这就是光的反射定律。那么光的折射遵循什么规律呢？2．光的折射定律荷兰数学家斯涅耳通过大量的实验数据分析得到了以下结论：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跟折射角的正弦成正比。这就是光的折射定律。在反射和折射现象中光路是可逆的。3．折射率在光的折射现象中入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数这个常数仅由两种介质的性质决定。在实际应用中我们遇到最多的情况是光从空气射入某种介质或从某种介质射入空气。而空气对光的传播影响很小可以作为真空处理。⑴折射率的定义光从真空射入某种介质发生折射时入射角的正弦跟折射角的正弦之比叫做这种介质的绝对折射率简称折射率用符号表示。即。⑵折射率与光速的关系研究表明光在不同介质中的速度不同；某种介质的折射率等于光在真空中的传播速度与光在这种介质中的传播速度之比即。任何介质的折射率都大于1。⑶几种介质的折射率介质金刚石玻璃酒精水空气折射率2.421.5-1.81.361.331.00028提示：在讲完这部分内容后教师可以让学生自己画出平行玻璃砖和三棱镜这两种重要光学元件的折射光路图。例题精讲例题说明：例1考察光的折射中涉及的基本概念以及折射率的简单计算难度不大；例2是常见的平行玻璃砖问题只要求学生画出光路定性分析即可；例3中三棱镜也是常见的光学器件要求运用折射定律进行简单计算会用到一些简单的几何知识；例4是常见题型结合几何关系进行折射率的计算。例5的几何关系稍微复杂一些老师可以根据课程进度选讲此题。如图所示某同学记录了光线在空气和某介质的分界面上发生的光路变化思考后回答以下问题。分界面是______________；入射光线是______________；介质折射率为______________；光在介质中传播速度为______________。入射光线是空气中一束会聚光束会聚于一点如图所示若在虚线位置插入厚平行玻璃砖时则会聚点将A．在原位置B．向上移动C．向下移动D．向右移动C如图所示一截面为正三角形的棱镜其折射率为。今有一束单色光射到它的一个侧面经折射后与底边平行再射向另一侧面后射出。那么出射光线相对于第一次射向棱镜的入射光线偏离的角度为______________。由题意知折射角所以入射角即。再由几何关系可以得到光线的偏向角为如图。[来源:学。科。网Z。X。X。K]如图所示有一圆筒形容器高筒底直径为人眼在筒旁某边向筒内壁观察可看到内侧深。如果将筒内注满水观察者恰能看到筒壁的底部求水的折射率。设入射角折射角。则（本题计算量稍大老师根据课程进度选讲）一半径为的球体放置在水平桌面上球体由折射率为的透明材料制成。在过球心的竖直平面内有一束光线平行于桌面射到球体表面上折射入球体后再从竖直表面射出如图所示。已知入射光线与桌面的距离为求出射角。设入射光线与球体的交点为连接即为入射点的法线因此图中的角为入射角。过点作球体水平表面的垂线垂足为。依题意。由知。设光线在点的折射角为由折射定律得得。由几何关系知光线在球体的竖直表面上的入射角为。再由折射定律得因此解得。2.2全反射知识点睛海市蜃楼是一种奇妙的自然现象它是怎么产生的呢？这实际是一种光的折射和全反射现象学习了本节有关全反射的内容后同学们可以自己去查阅它的产生原理。1．光疏介质和光密介质不同介质的折射率不同我们把折射率较小的介质叫做光疏介质折射率较大的介质叫做光密介质。⑴光疏介质与光密介质是相对的。例如水晶对水来说是光密介质对金刚石来说则是光疏介质。⑵光从光疏介质射入光密介质时折射角小于入射角；光从光密介质射入光疏介质时折射角大于入射角。2．全反射光从光密介质射入光疏介质时在界面处有一部分光反射回原介质中另一部分光折射到光疏介质中。随着入射角的增大折射角也会逐渐增大且折射光线越来越弱反射光线越来越强。入射角增大到某一角度（通常称为临界角）使折射角达到时折射光线会完全消失只剩下反射光线这种现象叫做全反