第73讲　光的折射与全反射——2027届高三物理一轮复习讲义（含答案）

这是一份第73讲　光的折射与全反射——2027届高三物理一轮复习讲义（含答案），共56页。学案主要包含了光的折射定律，全反射　光导纤维，光的色散等内容，欢迎下载使用。
一、光的折射定律、折射率
1．折射现象
光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向 发生改变 的现象。
2．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 两侧 ；入射角的正弦与折射角的正弦 成正比 。
(2)表达式： eq \f(sin θ1,sin θ2) ＝n12，式中n12是比例常数。
(3)在光的折射现象中，光路是 可逆 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 之比，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，用符号n表示。
(2)表达式：n＝ eq \f(sin θ1,sin θ2) 。
(3)计算公式：n＝ eq \f(c,v) ，因为veq \r(2)，则临界角C1，解得i1>r1，所以折射光线向右偏折；根据折射定律有n＝eq \f(sin i1,sin r1)，n＝eq \f(sin i2,sin r2)，根据几何关系可知r1＝r2，解得i1＝i2，所以出射光线与入射光线平行，故选C。
3．珠宝学院的学生实习时，手工师傅往往要求学生打磨出不同形状的工件。如图所示为某同学打造出的“蘑菇形”透明工件的截面图，该工件的顶部是半径为R的半球体，OO′为工件的对称轴，A、B是工件上关于OO′轴对称的两点，A、B两点到OO′轴的距离均为d＝eq \f(\r(3),2)R，工件的底部涂有反射膜，工件上最高点与最低点之间的距离为2R。一束单色光从A点平行于对称轴射入工件且恰好从B点射出，则工件的折射率为( )
A．eq \r(3)B．eq \r(2)
C．eq \f(\r(6),2)D．eq \f(\r(5),2)
[答案] A
[解析] 单色光的光路如图所示，设A点处的入射角为α，折射角为β，由几何关系得sin α＝eq \f(d,R)＝eq \f(\r(3),2)，即α＝60°，由几何知识得β＝30°，由折射定律得n＝eq \f(sin α,sin β)＝eq \r(3)，故选A。
4．(多选)(2023·湖南卷)一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是( )
A．水的折射率为eq \f(1,sin 41°)
B．水的折射率为eq \f(1,sin 49°)
C．当他以α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°
D．当他以α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60°
[答案] BC
[解析] 他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，则说明α＝41°时激光恰好发生全反射，则sin(90°－41°)＝eq \f(1,n)，则n＝eq \f(1,sin 49°)，A错误，B正确；当他以α＝60°向水面发射激光时，入射角i1＝30°，则根据折射定律有nsin i1＝sin i2，折射角i2大于30°，则岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°，C正确，D错误。故选BC。
5．目前，移动和电信公司都升级了200 M光纤入户，网速更快，光纤信号传输利用了光的全反射和折射原理，某种单色光在光纤中经过多次全反射后从右端射出的传播路径如图所示。若该介质的折射率为eq \f(2\r(3),3)，则关于α、β的大小，下列判断正确的是( )
A．α