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第3讲　光的折射　全反射 考点1　折射定律　折射率 1．对折射定律和折射率的理解及应用 (1)折射率只由介质本身的光学性质和光的频率决定．由n＝eq \f(sinθ1,sinθ2)定义和计算，与入射角θ1、折射角θ2无关． (2)由n＝eq \f(c,v)可计算光的折射率，n是光从真空射入某种介质的折射率．对两种介质来说，若n1n2，则折射率为n1的称为光密介质，折射率为n2的称为光疏介质． (3)光从一种介质进入另一种介质时频率不变，波长改变，光速改变，可以根据v＝λf和n＝eq \f(c,v)判断． (4)从空气中看水中深度为h处的物体的视深为h′＝eq \f(h,n)(n为水的折射率)，同理可知从水中看空气中高度为H的物体的视高为H′＝nH. 2．光路的可逆性 在光的折射现象中，光路是可逆的．如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上，光线就会逆着原来的入射光线发生折射． (2018·全国卷Ⅲ)如图，某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·”(图中O点)，然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上，小标记位于AC边上．D位于AB上，过D点做AC边的垂线交AC于F.该同学在D点正上方向下顺着直线DF的方向观察，恰好可以看到小标记的像；过O点做AB边的垂线交直线DF于E；DE＝2 cm，EF＝1 cm.求三棱镜的折射率．(不考虑光线在三棱镜中的反射) [审题指导]　(1)“恰好可以看到小标记的像”理解为“从O点发出的光经过D点折射后垂直AC边射出”． (2)画出光路图，找到入射角和折射角，求折射率． 【解析】　 本题考查折射定律．过D点作AB边的法线NN′，连接OD，则∠ODN＝α为O点发出的光线在D点的入射角；设该光线在D点的折射角为β，如图所示． 根据折射定律有nsinα＝sinβ① 式中n为三棱镜的折射率． 由几何关系可知β＝60°② ∠EOF＝30°③ △OEF中有EF＝OEsin∠EOF④ 由③④式和题给条件得OE＝2 cm⑤ 根据题给条件可知，△OED为等腰三角形，有α＝30°⑥ 由①②⑥式得n＝eq \r(3)⑦ 【答案】　eq \r(3) 1．(2019·唐山模拟)(多选)如图所示，光在真空和介质的界面MN上发生偏折，那么下列说法正确的是(　BCE　) A．光是从真空射向介质 B．介质的折射率为1.73 C．光在介质中的传播速度为1.73×108 m D．反射光线与折射光线成60°角 E．反射光线与折射光线成90°角 解析：因为折射角大于入射角，所以光是从介质射向真空的，选项A错误．据折射率公式n＝eq \f(sin60°,sin30°)，所以n＝1.73，选项B正确．再由折射率n＝eq \f(c,v)，代入数据得v＝1.73×108 m/s，选项C正确．反射光线与折射光线成90°角，选项D错误，E正确． 2．(2018·全国卷Ⅰ)如图，△ABC为一玻璃三棱镜的横截面，∠A＝30°.一束红光垂直AB边射入，从AC边上的D点射出，其折射角为60°，则玻璃对红光的折射率为eq \r(3).若改用蓝光沿同一路径入射，则光线在D点射出时的折射角大于(填“小于”“等于”或“大于”)60°. 解析： 本题考查折射定律在三棱镜中的应用等知识．由题意知，θ1＝60°，由几何关系知θ2＝30°，由n＝eq \f(sinθ1,sinθ2)，得n＝eq \r(3).由f蓝f红得n蓝n红，又因n＝eq \f(sinθ1,sinθ2)，θ2相同，故θ1蓝θ1红，蓝光在D点射出时的折射角大于60°. 解决光的折射问题的思路 (1)根据题意画出正确的光路图． (2)利用几何关系确定光路中的边、角关系，要注意入射角、折射角均以法线为标准． (3)利用折射定律、折射率公式求解． 考点2　全反射现象的理解和应用 1．对全反射的理解 (1)如果光线从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都不会发生全反射现象． (2)光的全反射现象遵循光的反射定律，光路是可逆的． (3)当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射．当折射角等于90°时，实际上就已经没有折射光了． (4)全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱；当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射． 特别提醒：不同颜色的光的频率不同，在同一种介质中的折射率、光速也不同，发生全反射现象的临界角也不同． 2．求解全反射现象中光的传播时间的三个注意事项 (1)全反射现象中，光在同种均匀介质中的传播速度不发生变化，即v＝eq \f(c,n). (2)全反射现象中，光的传播路程应结合光路图与几何关系进行确定． (3)