第3节 光的全反射 第4节 光导纤维及其应用
[教材链接] (1)入射角 完全消失 (2)①刚好发生全反射 ② (3)折射率 折射率 (4)光密 光疏 大于等于
例1 D [解析] 由题意知,光由光密介质射向光疏介质,由sin C==,解得C=45°<θ=60°,故在两介质的界面上会发生全反射,只有反射光线,没有折射光线,故D正确.
例2 C [解析] 光线从光密介质到光疏介质,入射角增大则反射光的强度增强;因紫色光的折射率最大,发生全反射的临界角最小,故紫光最先发生全反射,在光屏上最先消失,C正确.
例3 C [解析] 依据题意画出光路图如图所示,根据反射定律及几何关系可知,图中三个角均相等,设为α,则3α=90°,解得α=30°,根据全反射定律得sin α=,可得n=2,故C正确.
例4 A [解析] 太阳照到沙地上,接近地面的热空气比上层空气的密度小,折射率也小,从远处物体射向地面的光,进入折射率较小的热空气层时被折射,当入射角大于临界角时发生全反射,人们逆着反射光看去,就会在看到远处物体的倒立的虚像,如图甲所示,故A正确,B错误;太阳照到海面上,接近海面的冷空气比上层空气的密度大,折射率也大,从远处物体射向大气层的光,进入折射率较小的热空气层时被折射,当入射角大于临界角时发生全反射,人们逆着反射光看去,就会在看到远处物体的正立的虚像,如图乙所示,故C、D错误.
例5 B [解析] 四个选项的光路图如图所示,故B正确.
例6 (1)400 nm (2)BC面 与AB面平行 计算过程见解析,光路图如图所示
[解析] (1)由速度,波长与频率之间的关系可得c=λf,v=λ'f,v=,则光在棱镜中的波长为λ'== nm=400 nm.
(2)光路图如图所示,光在AC面发生折射,入射角为θ1=45°,由折射定律可得n==,解得折射角为θ2=30°.由于O点到C点的距离大于AC,根据几何关系可知光线会射向AB面,在AB面的入射角为θ3=90°-(θ1-θ2)=75°,由临界角公式得sin C==,解得临界角为C=45°,因入射角大于临界角,故光在AB面发生全反射.光经AB面反射后射向BC面,由几何关系可得在BC面上的入射角为θ4=θ2=30°,由折射定律可得n==,解得折射角为θ5=45°,即光首先从BC面射出,方向与AB面平行.
例7 A [解析] 要使光信号在内芯与包层的界面上发生全反射,必须让内芯的折射率n1大于包层的折射率n2,同时入射角必须大于某一值,故α应小于某一值,A正确.
例8 (1) (2)
[解析] (1)激光束垂直左侧端面射入时,激光束在直光导纤维中经历的时间最短,由t1=及n=
解得t1=
(2)要使激光在直光导纤维内经历的时间最长,就要求激光在光导纤维内的路程最长,这就要求每一次反射时,入射角θ最小,即入射角θ恰为临界角C,如图所示,当θ=C时,激光的路程最长,所用时间也最长,此时激光束在沿光导纤维方向的速度分量为vsin θ,由L=(vsin C)t2及n=、sin C=
解得t2=
故=
随堂巩固
1.B [解析] 全反射发生的条件是当光从光密介质射向光疏介质时,且入射角大于或等于临界角时发生的现象,发生全反射时全部光线均不进入光疏介质,故A、C、D错误,B正确.
2.A [解析] 当O点发出的光线射到半球体最右端(或最左端)恰好发生全反射时,整个半球体上均有光线射出,如图所示,由几何关系可得tan C==1,光线发生全反射时有sin C=,联立解得透明体的折射率为n=,故A正确.
3.B [解析] 光在自行车后尾灯内部发生了全反射,因此看起来特别明亮,故B正确.
4.D [解析] 由临界角公式可知sin C=,故此棱镜的最小折射率n==,故此棱镜的折射率不可能是D选项.
5.A [解析] 光线的临界角为C,如图所示,则sin C=,v=,光线的传播时间t=,联立解得n2L=ct,故A正确.第3节 光的全反射 第4节 光导纤维及其应用
1.AC [解析] 按照全反射的条件,光只有从光密介质射向光疏介质且满足入射角大于、等于临界角,才能发生全反射,A正确;发生全反射时,折射光线完全消失,反射光的能量几乎等于入射光的能量,C正确.
2.AB [解析] 光的频率由光源决定,在传播过程中频率不变,选项A正确;由折射定律n===,选项B正确;发生全反射时sin C=,临界角C=45°,只有当光线从光密介质射入光疏介质且入射角大于或等于临界角时才会发生全反射现象,选项C、D错误.
3.BC [解析] 把小鱼当作一个质点,小鱼反射的光线从圆形荷叶边缘折射后刚好进入人的眼睛,小鱼被人看见,此时光线恰好经水面未发生全反射.如果小鱼下沉一些,那么小鱼反射到荷叶边缘的光线的入射角变小,仍会有光线折射出水面,小鱼能被人看到;如果小鱼上浮一些,小鱼反射到荷叶边缘的光线会发生全反射,小鱼不能被人看到,选项B、C正确.
4.AC [解析] 由题意,夏天海面上的下层空气的温度比上层低,下层空气的密度比上层空气的大,折射率也比上层空气的大,故A正确,B错误;由题意可知,题图中A是全反射形成的蜃景,B是景物,故C正确,D错误.
5.C [解析] 作出一条光路如图所示,由图可知,每一部分相当于一块全反射棱镜,要想让后面的司机看到反射光,光只能从右侧(直边)射入,经过尾灯左表面反射回去,故选项C正确.
6.AC [解析] 从基座右侧水平方向能清晰地欣赏印章,表明光在上侧等腰直角三角形的玻璃棱柱的斜边发生了全反射,即此现象体现了光的全反射原理,故A正确;根据几何关系可知,题图中入射光在等腰直角三角形的玻璃棱柱的斜边的入射角为45°,则临界角C≤45°,由于n=,解得n≥,故B错误;根据折射率与光速的关系有n=,光从玻璃进入空气,频率不变,传播速度变大,由于v=λf,可知,波长变长,故C正确,D错误.
7.B [解析] 由n=可知,光在该光纤中的传播速率小于在真空中的速率,故A错误; 光在该光纤中利用全反射现象减小传输中的损耗,实现良好照明效果,故B正确;为保证光全被约束在内芯中,内芯材料的折射率需大于包层材料的折射率,才能保证光从内芯射向包层时,发生全反射,故C错误;由C选项分析可知,光进入光纤时的入射角没有特殊要求,故D错误.
8.A [解析] 设光在介质中发生全反射的临界角为C,如图所示,由临界角公式得sin C=,光经过多次全反射后从右端射出,入射角和折射角满足n=,联立解得sin θ=,故选A.
9.D [解析] 入射点从A向B缓慢移动时,入射角增大,越来越多的光发生全反射,故c光逐渐变亮,a、b光带逐渐变暗,故A、B错误;根据偏折程度可知,单色光a的折射率小于单色光b的折射率,光线从玻璃砖射入空气时,b光的折射角先达到90°,先发生全反射,故a光与b光相比,b光先消失,由n=可知,单色光a在玻璃中的传播速度比b的大,故单色光a通过玻璃砖所需的时间小于单色光b通过玻璃砖所需的时间,故C错误,D正确.
10.A [解析] 水面的发光区域对应的面积是圆面积,设红光的发光区域半径为r,设临界角为C,则sin C=,sin C=,S=πr2,解得S=,故A正确.
11.全反射 越小
[解析] 炎热的夏日,在公路上向远处看去,有时路面会显得格外明亮光滑,像有一层积水能倒映出汽车的像,这属于光的全反射现象;由于只有从光密介质射向光疏介质才能发生全反射,可知越靠近路面的空气的折射率越小.
12.(1)0.52 (2)能发生全反射
[解析] (1)如图甲所示,根据几何知识可知
α=90°-θ=15°
根据折射定律n=
得sin β=0.52
(2)如图乙所示,根据sin C=
得C=30°
根据几何关系可知θ1=90°-θ=40°
θ2=3θ-90°=60°
因θ2>C=30°,所以能发生全反射.第3节 光的全反射 第4节 光导纤维及其应用
学习任务一 全反射及其产生条件
[教材链接] 阅读教材,填写全反射相关知识
(1)全反射现象:光从一种介质射入另一种介质发生折射,当 增大到一定程度时,折射光 ,全部光都被反射回原介质内,这种现象称为全反射现象,简称全反射.
(2)临界角
①定义: 时的入射角,称为全反射的临界角.
②公式:sin C= .
③决定因素:临界角由折射率决定,与介质及光的颜色都有关.
(3)光疏介质与光密介质:对两种不同的介质, 较小的介质称为光疏介质, 较大的介质称为光密介质.光疏介质与光密介质是相对而言的.
(4)发生全反射的条件:光由 介质射入 介质,且入射角 临界角.
[科学思维]
解决全反射问题的思路
(1)确定光是由光疏介质进入光密介质还是由光密介质进入光疏介质.
(2)若光由介质进入空气(真空),则根据sin C=确定临界角,看是否发生全反射.
(3)根据题设条件,画出入射角等于临界角的“临界光路”.
(4)运用几何关系、三角函数关系、反射定律等进行判断推理、运算及变换.
例1 [2024·江苏海安高级中学高二期中] 某种介质对空气的折射率是,一束光从该介质射向空气,入射角是60°,则如图所示的光路图中正确的是(图中Ⅰ为空气,Ⅱ为介质) ( )
[反思感悟]
例2 [2024·杭州二中高二期中] 如图所示,半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方.一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖,在O点发生反射和折射,折射光在白光屏上呈现七色光带.若入射点由A向B缓慢移动,并保持白光沿半径方向入射到O点,观察到各色光在光屏上陆续消失.在光带未完全消失之前,反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是 ( )
A.减弱,紫光 B.减弱,红光
C.增强,紫光 D.增强,红光
[反思感悟]
例3 某圆柱形薄壁(厚度不计)玻璃桶内装满某种液体,紧贴桶内壁M点有一激光笔,激光笔可视为质点,激光笔沿平行桶底面方向射出一细束激光,其截面图如图所示.已知该光线恰好在桶壁上另一点N发生全反射,且反射光线恰好垂直于M点所在的直径,则桶内液体的折射率为 ( )
A. B.1.5 C.2 D.
【要点总结】
1.光从一种介质射到另一种介质的界面上,反射现象一定发生,折射现象有可能发生.若发生了全反射,则折射光线消失,折射现象没有发生,反射光的能量等于入射光的能量.
2.全反射现象仍然符合光的反射定律.
3.发生全反射时必须同时满足的两个条件是:光从光密介质射入光疏介质,且入射角等于或大于临界角.光从光疏介质射入光密介质时一定不会发生全反射.
学习任务二 全反射现象
[物理观念]
(1)水中铁球发亮:放入水中的铁球在球面与水之间形成空气层,日光照到空气层时,会有部分光发生全反射.
(2)鱼缸中上升的气泡发亮:光射到气泡上发生全反射.
(3)蜃景
①沙漠蜃景:太阳照到沙地上,接近地面的热空气比上层空气的密度小,折射率也小,从远处物体射向地面的光进入折射率较小的热空气层被折射.当入射角大于临界角时,发生全反射,人们逆着光看去,就会看到远处物体的倒景,看起来像是远处有水面倒映物体一样.炎热的夏天,路面看起来像水淋过一样明亮也是一种沙漠蜃景.
②海市蜃楼:当大气比较平静且海面与上层空气温差较大时,空气的密度随着温度的升高而减小,对光的折射率也随之减小,下层空气的折射率比上层的大,从远处物体反射的光射向空中被折射.当入射角大于临界角时,发生全反射,人们逆着光看去,就会看到物体升到半空的景象,看起来像是物体悬空一样.
例4 沙漠蜃景和海市蜃景主要是由于大气层不同高度空气的温度不同造成的,已知空气的折射率随温度升高而减小.下列图中能正确描述蜃景现象的是 ( )
A B
C D
[反思感悟]
学习任务三 全反射棱镜
[科学思维]
(1)全反射棱镜的截面为等腰直角三角形,全反射棱镜的反射性能比镀银的平面镜更好,利用全反射原理,其表面不必涂任何反光物质,反射率几乎可以达到100%,常代替镀银平面镜应用于精密的光学仪器中,如应用于潜望镜、双筒望远镜中,生活中典型的应用是自行车尾灯.
(2)全反射棱镜改变光路的几种情况
方式一 方式二 方式三
光路图
入射面 AB AC AB
全反射面 AC AB、BC AC
光线方向 改变角度 90° 180° 0°(发生侧移)
例5 空气中两条光线a和b从方框左侧入射,分别从方框下方和上方射出,其框外光线如图所示.方框内有两个折射率n=1.5的全反射玻璃棱镜.图给出了两棱镜的四种放置方式的示意图,其中能产生图中效果的是 ( )
[反思感悟]
例6 如图所示,透明光学材料制成的棱镜的截面为等腰直角三角形,其折射率为n=.一束波长为564 nm的单色光平行于底面射向棱镜,入射点为O,O、C间距离大于AC.
(1)求此单色光在棱镜中的波长(≈1.41);
(2)这束光首先从哪个面射出 出射光线的方向如何 写出计算过程并画出光路图.
学习任务四 光导纤维及其应用
[物理观念] 实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝,直径在几微米到一百微米之间,由内芯和包层两层组成,内芯的折射率比包层的大,光传播时在内芯与包层的界面上发生全反射,使反射光的能量最强,实现远距离传送.因此,光信号能携带着声音、图像以及各种数字信号沿着光纤传输到很远的地方,实现光纤通信,其主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强等.医学上用光导纤维制成内窥镜,用来检查人体的胃、肠等器官内部,如图所示.
例7 [2024·江苏淮安高二期中] 光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的.如图所示,一光导纤维内芯折射率为n1,包层折射率为n2,一束光信号与界面成角α由内芯射向包层,要在界面发生全反射,必须满足的条件是 ( )
A.n1>n2,α小于某一值
B.n1C.n1>n2,α大于某一值
D.n1[反思感悟]
例8 如图所示,一根长为L的直光导纤维,它的折射率为n,一束激光从它的左侧端面射入,又从它的右侧端面射出,调整激光束的入射方向,可测得激光束在直光导纤维中经历的最短时间为t1,最长时间为t2,已知真空中的光速为c.
(1)求最短时间t1;
(2)求最短时间t1和最长时间t2的比值.
【要点总结】
光导纤维是全反射现象的应用,解决此类问题要注意两点:
(1)全反射问题.要使光在光导纤维侧面发生全反射,光在光纤侧面的入射角必须大于临界角,注意光在光纤侧面的入射角与进入光纤端面时的入射角之间的关系.
(2)传播时间问题.光在光纤中的传播时间等于光纤长度与光速在光纤轴线方向的分量的比值,在刚好发生全反射时,光速在光纤轴线方向的分量最小,时间最长.
1.(全反射及其产生条件)关于全反射,下列叙述中正确的是 ( )
A.发生全反射时仍有折射光线,只是折射光线非常弱,因此可认为折射光线不存在
B.光从光密介质射向光疏介质时有可能不发生全反射现象
C.光从光密介质射向光疏介质时一定发生全反射现象
D.光从光疏介质射向光密介质时有可能发生全反射现象
2.(全反射及其产生条件)[2024·甘肃临夏高二期末] 图甲为发光二极管,其发光帽是一个透明体.为简化问题,设它由一个半径为R的半球体与一个半径为R的圆柱体组成,过半球球心的纵截面如图乙所示,若二极管的发光部分视为点光源且位于圆柱体内轴轴线上与半球球心相距R的O点,光线恰好能从半球体的全部表面射出,不考虑光线在透明体内反射.则透明体的折射率为 ( )
A. B. C.2 D.
3.(全反射现象)[2024·辽宁葫芦岛高二期末] 如图甲所示,自行车后尾灯本身并不发光,但夜晚在灯光的照射下会显得特别明亮,研究发现尾灯内部是由折射率较大的实心透明材料制成,结构如图乙所示,当光由实心材料右侧面垂直入射时,自行车尾灯看起来特别明亮的原因是 ( )
A.光的折射 B.光的全反射
C.光的干涉 D.光的衍射
4.(全反射棱镜)图中的等腰直角三角形表示三棱镜的截面.光线垂直于直角边入射,在底面上发生全反射,由此可知棱镜的折射率不可能是 ( )
A.1.7 B.1.8
C.1.5 D.1.3
5.(光导纤维及其应用)光纤应用在通讯领域掀起了一场人类通信技术的革命.如图所示的长方形表示一段光纤,一束单色光从长度为L的光纤左端进入,在光纤内部刚好全反射,经时间t离开光纤,则折射率n与L、t以及真空中的光速c的关系为 ( )
A.n2L=ct B.n2ct=L
C.n2L=2ct D.n2ct=2L第3节 光的全反射 第4节 光导纤维及其应用 (时间:40分钟 总分:65分)
(单选题每小题4分,多选题每小题6分)
◆ 知识点一 全反射及其产生条件
1.(多选)全反射是自然界里常见的现象,下列与全反射有关的说法正确的是 ( )
A.光只有从光密介质射向光疏介质时才能发生全反射
B.如果条件允许,光从光疏介质射向光密介质时也有可能发生全反射
C.发生全反射时,折射光线完全消失,反射光的能量几乎等于入射光的能量
D.只有在入射角等于临界角时才能发生全反射
2.(多选)[2024·重庆涪陵五中高二开学考] 一束单色光从真空斜射向某种介质的表面,光路如图所示.下列说法正确的是 ( )
A.光从真空射入介质后,频率不变
B.此介质对该单色光的折射率等于
C.入射角大于45°时可能发生全反射现象
D.入射角小于30°时可能发生全反射现象
3.(多选)透明的水面上有一圆形荷叶,叶梗直立在水中,紧靠叶梗处有一条小鱼,在岸上的人恰能看到小鱼.若视小鱼为质点,那么从理论上分析 ( )
A.当小鱼下沉一些时,人就看不到它
B.当小鱼下沉一些时,人照样能看见它
C.当小鱼上浮一些时,人就看不见它
D.当小鱼上浮一些时,人照样能看见它
◆ 知识点二 全反射现象
4.(多选)夏天,海面上的下层空气的温度比上层低,我们设想海面上的空气是由折射率不同的许多水平气层组成的,远处的景物发出的光线由于不断被折射,越来越偏离原来的方向,以至发生全反射,人们逆着光线看去就出现了蜃景,如图所示,下列说法中正确的是 ( )
A.海面上的上层空气的折射率比下层空气的折射率要小
B.海面上的上层空气的折射率比下层空气的折射率要大
C.A是蜃景,B是景物
D.B是蜃景,A是景物
◆ 知识点三 全反射棱镜
5.自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理,它虽然本身不发光,但在夜间骑行时,从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后,会有较强的光被反射回去,使汽车司机注意到前面有自行车.尾灯由透明介质制成,其外形如图甲所示,下面说法正确的是 ( )
A.汽车灯光从左面射过来,在尾灯的左表面发生全反射
B.汽车灯光从左面射过来,在尾灯的右表面发生全反射
C.汽车灯光从右面射过来,在尾灯的左表面发生全反射
D.汽车灯光从右面射过来,在尾灯的右表面发生全反射
6.(多选)[2024·广东深圳高二期末] 篆刻书法艺术家邓散木先生为毛泽东主席篆刻的龙钮大印,陈列于韶山毛泽东同志纪念馆.如图所示,两块底面为等腰直角三角形的玻璃棱柱,组合成一个正方体基座,龙钮大印置于基座正上方,游客可从基座右侧水平方向清晰地欣赏印章.下列说法正确的有 ( )
A.此现象体现了光的全反射原理
B.基座上部玻璃棱柱折射率n<
C.光从玻璃进入空气,波长变长
D.光从玻璃进入空气,波速变小
◆ 知识点四 光导纤维及其应用
7.[2024·贵州遵义高二期末] 某工厂研发了一种室内光纤照明系统,如图甲所示,主要材料为塑料光纤.这种光纤由聚苯乙烯等作为内芯材料,氟塑料等作为包层材料,具有质轻、柔软、光传导能力大的特点.图乙是光纤中光传导的原理示意图.下列说法正确的是 ( )
A.光在该光纤中的传播速率大于在真空中的速率,以便于快速传播
B.光在该光纤中利用全反射现象减小传输中的损耗,实现良好照明效果
C.为保证光全被约束在内芯中,内芯材料的折射率需小于包层材料的折射率
D.为保证光全被约束在内芯中,光进入光纤时的入射角只能是90°
8.[2024·江苏常熟中学高二月考] 如图所示,某种单色光从光导纤维左端射入,经过多次全反射后从右端射出.已知该单色光在光导纤维中的折射率为n,则该单色光从右端射出时出射角的正弦值最大为 ( )
A.
B.n
C.
D.
9.如图所示,一束白光沿半径方向从A点射入半圆形玻璃砖,在O点发生反射和折射,折射光照在光屏上,a、b为折射光的上下边界,c为反射光.若入射点由A向B缓慢移动,并保持白光沿半径方向入射到O点, 则可以观察到各色光在光屏上陆续消失.在光带完全消失之前,下列说法正确的是 ( )
A.c光逐渐变暗
B.a、b光带逐渐变亮
C.a光与b光相比,a光先消失
D.单色光a通过玻璃砖所需的时间小于单色光b通过玻璃砖所需的时间
10.位于景观湖水面之下的小灯泡发出的红光,在水面形成一个个漂亮的发光区域,若小灯泡位于水深h处,水对红光的折射率为n,则单个小灯泡发出的红光在水面上形成的发光区域面积大小为 ( )
A. B.
C. D.
11.(3分)[2024·泉州高二期末] 炎热的夏日,在公路上向远处看去,有时路面会显得格外明亮光滑,像有一层积水能倒映出汽车的像,这属于光的 (选填“干涉”“衍射”或“全反射”)现象,这时越靠近路面的空气的折射率 (选填“越大”或“越小”).
12.(12分)打磨成多面体的钻石能闪闪发光,是射到钻石背面的光全部被反射回来的缘故.如图所示,某同学想把玻璃砖加工成“玻璃钻石”.该“玻璃钻石”左右对称,折射率n=2,OA边和OD边与轴线的夹角均为θ.一束光从BC边垂直入射,已知cos 75°=0.26.
(1)(4分)若θ=75°,求这束光在OA边折射时折射角的正弦值;
(2)(8分)若θ=50°,通过计算判断这束光经OA边第一次反射, 到达OD边时能否发生全反射.(共75张PPT)
第3节 光的全反射
第4节 光导纤维及其应用
学习任务一 全反射及其产生条件
学习任务二 全反射现象
学习任务三 全反射棱镜
学习任务四 光导纤维及其应用
备用习题
随堂巩固
◆
练习册
答案核查【导】
答案核查【练】
学习任务一 全反射及其产生条件
［教材链接］
阅读教材,填写全反射相关知识
(1) 全反射现象：光从一种介质射入另一种介质发生折射，当________增大到
一定程度时，折射光__________，全部光都被反射回原介质内，这种现象称为
全反射现象，简称全反射.
入射角
完全消失
(2) 临界角
①定义：________________时的入射角，称为全反射的临界角.
②公式： __.
③决定因素：临界角由折射率决定，与介质及光的颜色都有关.
刚好发生全反射
(3) 光疏介质与光密介质：对两种不同的介质，________较小的介质称为光疏
介质，________较大的介质称为光密介质.光疏介质与光密介质是相对而言的.
(4) 发生全反射的条件：光由______介质射入______介质，且入射角_________
临界角.
折射率
折射率
光密
光疏
大于等于
［科学思维］
解决全反射问题的思路
(1)确定光是由光疏介质进入光密介质还是由光密介质进入光疏介质.
(2)若光由介质进入空气(真空)，则根据 确定临界角，看是否发生全反射.
(3)根据题设条件，画出入射角等于临界角的“临界光路”.
(4)运用几何关系、三角函数关系、反射定律等进行判断推理、运算及变换.
例1 ［2024·江苏海安高级中学高二期中］ 某种介质对空气的折射率是 ，一
束光从该介质射向空气，入射角是 ，则如图所示的光路图中正确的是
(图中Ⅰ为空气，Ⅱ为介质)( )
A. B. C. D.
[解析] 由题意知，光由光密介质射向光疏介质，由 ，解得
，故在两介质的界面上会发生全反射，只有反射光线，没有
折射光线，故D正确.
√
例2 ［2024·杭州二中高二期中］ 如图所示，半圆形玻璃砖置于光屏 的左下
方.一束白光沿半径方向从点射入玻璃砖，在 点发生反射和折射，折射光在白
光屏上呈现七色光带.若入射点由向 缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到
点，观察到各色光在光屏上陆续消失.在光带未完全消失之前，反射光的强度
变化以及光屏上最先消失的光分别是( )
A.减弱，紫光 B.减弱，红光 C.增强，紫光 D.增强,红光
√
[解析] 光线从光密介质到光疏介质，入射角增大则反射光的强度增强；因紫色
光的折射率最大，发生全反射的临界角最小，故紫光最先发生全反射，在光屏
上最先消失，C正确.
例3 某圆柱形薄壁(厚度不计)玻璃桶内装满某种液体，紧贴桶内壁 点有一激光
笔，激光笔可视为质点，激光笔沿平行桶底面方向射出一细束激光，其截面图
如图所示.已知该光线恰好在桶壁上另一点 发生全反射，且反射光线恰好垂直
于 点所在的直径，则桶内液体的折射率为( )
A. B.1.5 C.2 D.
√
[解析] 依据题意画出光路图如图所示，根据反射定律及几何关系可知，图中三
个角均相等，设为 ，则 ，解得 ，根据全反射定律得
，可得 ，故C正确.
【要点总结】
1.光从一种介质射到另一种介质的界面上，反射现象一定发生，折射现象有可
能发生.若发生了全反射，则折射光线消失，折射现象没有发生，反射光的能量
等于入射光的能量.
2.全反射现象仍然符合光的反射定律.
3.发生全反射时必须同时满足的两个条件是：光从光密介质射入光疏介质，且
入射角等于或大于临界角.光从光疏介质射入光密介质时一定不会发生全反射.
学习任务二 全反射现象
［物理观念］
(1)水中铁球发亮：放入水中的铁球在球面与水之间形成空气层，日光照到空气
层时，会有部分光发生全反射.
(2)鱼缸中上升的气泡发亮：光射到气泡上发生全反射.
(3)蜃景
①沙漠蜃景：太阳照到沙地上，接近地面的热空气比上层空气的密度小，折射
率也小，从远处物体射向地面的光进入折射率较小的热空气层被折射.当入射角
大于临界角时，发生全反射，人们逆着光看去，就会看到远处物体的倒景，看
起来像是远处有水面倒映物体一样.炎热的夏天，路面看起来像水淋过一样明亮
也是一种沙漠蜃景.
②海市蜃楼：当大气比较平静且海面与上层空气温差较大时，空气的密度随着
温度的升高而减小，对光的折射率也随之减小，下层空气的折射率比上层的大，
从远处物体反射的光射向空中被折射.当入射角大于临界角时，发生全反射，人
们逆着光看去，就会看到物体升到半空的景象，看起来像是物体悬空一样.
例4 沙漠蜃景和海市蜃景主要是由于大气层不同高度空气的温度不同造成的，
已知空气的折射率随温度升高而减小.下列图中能正确描述蜃景现象的是( )
A. B. C. D.
√
[解析] 太阳照到沙地上，接近地面的热空气比上层空气的密度小，折射率也小，
从远处物体射向地面的光，进入折射率较小的热空气层时被折射，当入射角大
于临界角时发生全反射，人们逆着反射光看去，就会在看到远处物体的倒立的
虚像，如图甲所示，故A正确，B错误；
A. B.
太阳照到海面上，接近海面的冷空气比上层空气的密度大，折射率也大，从远
处物体射向大气层的光，进入折射率较小的热空气层时被折射，当入射角大于
临界角时发生全反射，人们逆着反射光看去，就会在看到远处物体的正立的虚
像，如图乙所示，故C、D错误.
C. D.
学习任务三 全反射棱镜
［科学思维］
(1)全反射棱镜的截面为等腰直角三角形，全反射棱镜的反射性能比镀银的平面
镜更好，利用全反射原理，其表面不必涂任何反光物质，反射率几乎可以达到
，常代替镀银平面镜应用于精密的光学仪器中，如应用于潜望镜、双筒望
远镜中，生活中典型的应用是自行车尾灯.
(2)全反射棱镜改变光路的几种情况
方式一 方式二 方式三
光路图 _______________________________ __________________________ _________________________________________
入射面
全反射面 、
光线方向改变角度 (发生侧移)
例5 空气中两条光线和 从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框
外光线如图所示.方框内有两个折射率 的全反射玻璃棱镜.图给出了两棱
镜的四种放置方式的示意图，其中能产生图中效果的是( )
A. B. C. D.
√
[解析] 四个选项的光路图如图所示,故B正确.
例6 如图所示,透明光学材料制成的棱镜的截面为等腰直角三角形,其折射率为
.一束波长为的单色光平行于底面射向棱镜,入射点为,、 间距
离大于 .
(1) 求此单色光在棱镜中的波长 ;
[答案]
[解析] 由速度，波长与频率之间的关系可得 ,
, ,则光在棱镜中的波长为
.
例6 如图所示,透明光学材料制成的棱镜的截面为等腰直角
三角形,其折射率为.一束波长为 的单色光平
行于底面射向棱镜,入射点为,、间距离大于 .
(2) 这束光首先从哪个面射出 出射光线的方向如何 写出计算过程并画出光路图.
[答案] 面; 与 面平行; 计算过程见解析，光路图如图所示
[解析] 光路图如图所示,光在面发生折射,入射角为 ,由折射定律可得
,解得折射角为 .由于点到点的距离大于 ,根据
几何关系可知光线会射向面,在面的入射角为 ,
由临界角公式得,解得临界角为, 因入射角大于临界角,故
光在面发生全反射.光经面反射后射向面,由几何关系可得在 面上的
入射角为 ,由折射定律可得
,解得折射角为 ,即光首先从
面射出,方向与 面平行.
学习任务四 光导纤维及其应用
［物理观念］
实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径在几微米到一百微米之间，由
内芯和包层两层组成，内芯的折射率比包层的大，光传播时在内芯与包层的界
面上发生全反射，使反射光的能量最强，实现远距离传送.因此，光信号能携带
着声音、图像以及各种数字信号沿着光纤传输到很远的地方，实现光纤通信，
其主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强等.医学上用光导纤维制成内窥镜，
用来检查人体的胃、肠等器官内部，如图所示.
例7 ［2024·江苏淮安高二期中］ 光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的.
如图所示，一光导纤维内芯折射率为，包层折射率为 ，一束光信号与界面
成角 由内芯射向包层，要在界面发生全反射，必须满足的条件是( )
A.， 小于某一值 B.， 大于某一值
C.， 大于某一值 D.， 小于某一值
[解析] 要使光信号在内芯与包层的界面上发生全反射，必须让内芯的折射率 大
于包层的折射率，同时入射角必须大于某一值，故 应小于某一值，A正确.
√
例8 如图所示，一根长为的直光导纤维，它的折射率为 ，一束激光从它的左
侧端面射入，又从它的右侧端面射出，调整激光束的入射方向，可测得激光束
在直光导纤维中经历的最短时间为，最长时间为，已知真空中的光速为 .
(1) 求最短时间 ；
[答案]
[解析] 激光束垂直左侧端面射入时，激光束在直光导纤维中经历的时间最短，
由及
解得
例8 如图所示，一根长为的直光导纤维，它的折射率为 ，一束激光从它的左
侧端面射入，又从它的右侧端面射出，调整激光束的入射方向，可测得激光束
在直光导纤维中经历的最短时间为，最长时间为，已知真空中的光速为 .
(2) 求最短时间和最长时间 的比值.
[答案]
[解析] 要使激光在直光导纤维内经历的时间最长，就要求激光在光导纤维内的
路程最长，这就要求每一次反射时，入射角 最小，即入射角 恰为临界角 ，
如图所示，当 时，激光的路程最长，所用时间也最长，此时激光束在沿光
导纤维方向的速度分量为， 由及、
解得
故
【要点总结】
光导纤维是全反射现象的应用，解决此类问题要注意两点：
(1)全反射问题.要使光在光导纤维侧面发生全反射，光在光纤侧面的入射角必须
大于临界角，注意光在光纤侧面的入射角与进入光纤端面时的入射角之间的关系.
(2)传播时间问题.光在光纤中的传播时间等于光纤长度与光速在光纤轴线方向的
分量的比值，在刚好发生全反射时，光速在光纤轴线方向的分量最小，时间最长.
1.光线由某种介质射向与空气的分界面，当入射角增大到 时折射光线恰好
消失，则这种介质的折射率是( )
A. B. C. D.2
[解析] 入射角增大到 时，折射光线恰好消失，则这种介质的临界角
， 所以折射率 ，B正确.
√
2.［2024·漳州实验中学月考］日晕是太阳光通过卷层
云时受到冰晶的折射或反射而形成的一种物理现象，
其简化原理图如图所示，关于甲、乙两种光，下列说
法正确的是( )
A.甲光的频率大于乙光的频率
B.甲光在冰晶中的传播速率大于乙光在冰晶中的传播速率
C.甲光在冰晶中的传播时间可能等于乙光在冰晶中的传播时间
D.从冰晶射入空气时，甲光发生全反射的临界角小于乙光发生全反射的临界角
√
[解析] 因甲光的偏折程度小于乙光，可知甲光的折射率较小，则甲光的频率小
于乙光的频率，选项A错误；根据 可知，甲光在冰晶中的传播速率大于乙
光在冰晶中的传播速率，选项B正确；甲光在冰晶中的传播速度较大，路程也
较短，则甲光在冰晶中的传播时间小于乙光在冰晶中的传播时间，选项C错误；
根据 可知，从冰晶射入空气时，甲光发生全反射的临界角大于乙光发
生全反射的临界角，选项D错误.
3.(多选)在平静无风的沙漠上,有时眼前会突然耸立起亭台楼阁、城墙古堡,或者
其他物体的幻影,虚无缥缈,变幻莫测,宛如仙境,这就是沙漠中的“海市蜃楼”现象,
如图所示.下列关于此现象的成因及说法正确的是( )
A.沙漠中的“海市蜃楼”现象的形成是由于发生了全反射
B.沙漠中的“海市蜃楼”现象的形成是由于发生了干涉
C.沙漠地表附近的空气折射率从下到上逐渐增大
D.沙漠地表附近的空气折射率从下到上逐渐减小
√
√
[解析] 沙漠地表下层空气温度比上层高,密度比上层小,故沙漠地表附近的空气
折射率从下到上逐渐增大,C正确,D错误;沙漠中的“海市蜃楼”现象的形成是由于
发生了全反射,A正确,B错误.
4.(多选)［2024·大田一中月考］ 华裔科学家高锟被誉为“光纤
之父”，他获得2009年诺贝尔物理学奖.光纤通信中信号传播的
A.波长越短的光在光纤中传播的速度越大
B.频率越低的光在光纤中传播的速度越大
C.纤芯的折射率比外套的大，光传播时在纤芯与包层的界面上可能发生全反射
D.纤芯的折射率比外套的小，光传播时在纤芯与包层的界面上可能发生全反射
主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其纤芯和包层材料不同，光在纤芯
中传播.下列关于光导纤维的说法正确的是 ( )
√
√
[解析] 波长越短的光，介质对它的折射率越大，根据公式 ，光在光纤中传
播的速度越小，故A错误；频率越低的光，介质对它的折射率越小，根据公式
，光在光纤中传播的速度越大，故B正确；当纤芯的折射率比外套的大时，
光传播时在纤芯与外套的界面上才可能发生全反射，故C正确，D错误.
5.［2024·泉州培元中学月考］光导纤维由很细的内芯
和包层组成，内芯的折射率比包层大，光传播时在内
芯和包层的界面发生全反射，如图所示.为了研究简单，
现设包层为空气，内芯的折射率为 ，一束光线由空
A. B. C. D.
气射入内芯，在内芯与空气的界面恰好发生全反射.若光速为 ，则光线通过边
长为 的光导纤维所用的时间为( )
√
[解析] 一束光线由空气射入内芯，在内芯与空气的界面恰好发生全反射，设临
界角为，则光的传播方向与光导纤维的方向之间的夹角为 ，光通过长
度为的光导纤维时的路程为，光导纤维的折射率为 ，则
光在光导纤维中的传播速度，由于 ，所以光的传播的时间
，故C正确.
6.［2024·漳平三中月考］如图所示，一半径为、高度也为 的圆柱形均匀透明
体的底面中心处有一点光源，在圆柱体的上表面有一点，离上表面中心
的距离，经过点射出的光线其折射角为 .
(1) 求透明体的折射率 ；
[答案]
[解析] 如图所示，连接、，由几何关系可知 ，解得入射角
折射角为
由折射定律可知 .
6.［2024·漳平三中月考］如图所示，一半径为、高度也为 的圆柱形均匀透明
体的底面中心处有一点光源，在圆柱体的上表面有一点，离上表面中心
的距离，经过点射出的光线其折射角为 .
(2) 从透明体上表面观察，若要看不到光源，可用不透
明的黑纸覆盖上表面，求黑纸的最小面积 .
[答案]
[解析] 设临界角为，黑纸的最小半径为，则
时恰好发生全反射，由几何关系可知
解得 .
7.［2024·三明一中月考］用某种透明材料制成的一块柱体形棱镜的水平截面图
如图所示，左侧为长方形，右侧为以为圆心的 个圆形.光线从真空
以入射角 射到棱镜面上，经折射后，光线到达面上的 点并恰好
不从面射出.试求该棱镜的折射率 和光线在棱镜中传播的速度大小
(光在真空中的传播速度为 ).
[答案] ;
[解析] 光路图如图所示
设光线在面的折射角为，折射光线与的夹角为，则
由题意可知，光线在面恰好发生全反射，有
由图可知
联立解得
由
解得
1.(全反射及其产生条件)关于全反射,下列叙述中正确的是 ( )
A.发生全反射时仍有折射光线,只是折射光线非常弱,因此可认为折射光线不存在
B.光从光密介质射向光疏介质时有可能不发生全反射现象
C.光从光密介质射向光疏介质时一定发生全反射现象
D.光从光疏介质射向光密介质时有可能发生全反射现象
[解析] 全反射发生的条件是当光从光密介质射向光疏介质时，且入射角大于或
等于临界角时发生的现象，发生全反射时全部光线均不进入光疏介质,故A、C、
D错误，B正确.
√
2.(全反射及其产生条件)［2024·甘肃临夏高二期末］ 图甲为发光二极管，其发
光帽是一个透明体.为简化问题，设它由一个半径为的半球体与一个半径为 的
圆柱体组成，过半球球心的纵截面如图乙所示，若二极管的发光部分视为点光
源且位于圆柱体内轴轴线上与半球球心相距的 点，光线恰好能从半球体的全
部表面射出，不考虑光线在透明体内反射.则透明体的折射率为( )
A. B. C.2 D.
√
[解析] 当 点发出的光线射到半球体最右端(或最左端)恰好发生全反射时，整个
半球体上均有光线射出，如图所示，由几何关系可得 ，光线发生
全反射时有，联立解得透明体的折射率为 ，故A正确.
3.(全反射现象)［2024·辽宁葫芦岛高二期末］ 如图甲所示，自行车后尾灯本身
并不发光，但夜晚在灯光的照射下会显得特别明亮，研究发现尾灯内部是由折
射率较大的实心透明材料制成，结构如图乙所示，当光由实心材料右侧面垂直
入射时，自行车尾灯看起来特别明亮的原因是( )
A.光的折射 B.光的全反射 C.光的干涉 D.光的衍射
[解析] 光在自行车后尾灯内部发生了全反射，因此看起来特别明亮，故B正确.
√
4.(全反射棱镜)图中的等腰直角三角形表示三棱镜的截面.光线垂直于直角边入
射,在底面上发生全反射,由此可知棱镜的折射率不可能是( )
A.1.7 B.1.8 C.1.5 D.1.3
[解析] 由临界角公式可知,故此棱镜的最小折射率 ,故此
棱镜的折射率不可能是D选项.
√
5.(光导纤维及其应用)光纤应用在通讯领域掀起了
一场人类通信技术的革命.如图所示的长方形表示
一段光纤，一束单色光从长度为 的光纤左端进
A. B. C. D.
[解析] 光线的临界角为 ，如图所示，则
，，光线的传播时间 ，联
立解得 ，故A正确.
入，在光纤内部刚好全反射，经时间离开光纤，则折射率与、 以及真空中
的光速 的关系为 ( )
√
练习册
(时间：40分钟 总分：65分)
(单选题每小题4分，多选题每小题6分)
知识点一 全反射及其产生条件
1.(多选)全反射是自然界里常见的现象,下列与全反射有关的说法正确的是
( )
A.光只有从光密介质射向光疏介质时才能发生全反射
B.如果条件允许,光从光疏介质射向光密介质时也有可能发生全反射
C.发生全反射时,折射光线完全消失,反射光的能量几乎等于入射光的能量
D.只有在入射角等于临界角时才能发生全反射
√
√
[解析] 按照全反射的条件，光只有从光密介质射向光疏介质且满足入射角大于、
等于临界角，才能发生全反射，A正确；发生全反射时，折射光线完全消失，
反射光的能量几乎等于入射光的能量，C正确.
2.(多选)［2024·重庆涪陵五中高二开学考］ 一束单色光从真空斜射向某种介质
的表面,光路如图所示.下列说法正确的是( )
A.光从真空射入介质后,频率不变
B.此介质对该单色光的折射率等于
C.入射角大于 时可能发生全反射现象
D.入射角小于 时可能发生全反射现象
√
√
[解析] 光的频率由光源决定,在传播过程中频率不变,选项A正确;由折射定律
,选项B正确;发生全反射时,临界角 ,只有
当光线从光密介质射入光疏介质且入射角大于或等于临界角时才会发生全反射
现象,选项C、D错误.
3.(多选)透明的水面上有一圆形荷叶,叶梗直立在水中,紧靠叶梗处有一条小鱼,在
岸上的人恰能看到小鱼.若视小鱼为质点,那么从理论上分析( )
A.当小鱼下沉一些时,人就看不到它 B.当小鱼下沉一些时,人照样能看见它
C.当小鱼上浮一些时,人就看不见它 D.当小鱼上浮一些时,人照样能看见它
[解析] 把小鱼当作一个质点,小鱼反射的光线从圆形荷叶边缘折射后刚好进入人
的眼睛,小鱼被人看见,此时光线恰好经水面未发生全反射.如果小鱼下沉一些,那
么小鱼反射到荷叶边缘的光线的入射角变小,仍会有光线折射出水面,小鱼能被人
看到;如果小鱼上浮一些,小鱼反射到荷叶边缘的光线会发生全反射,小鱼不能被
人看到,选项B、C正确.
√
√
知识点二 全反射现象
4.(多选)夏天，海面上的下层空气的温度比上层低，我们设想海面上的空气是由
折射率不同的许多水平气层组成的，远处的景物发出的光线由于不断被折射，
越来越偏离原来的方向，以至发生全反射，人们逆着光线看去就出现了蜃景，
如图所示，下列说法中正确的是( )
A.海面上的上层空气的折射率比下层空气的折射率要小
B.海面上的上层空气的折射率比下层空气的折射率要大
C.是蜃景， 是景物
D.是蜃景， 是景物
√
√
[解析] 由题意，夏天海面上的下层空气的温度比上层低，下层空气的密度比上
层空气的大，折射率也比上层空气的大，故A正确，B错误；由题意可知，题图
中是全反射形成的蜃景， 是景物，故C正确，D错误.
知识点三 全反射棱镜
5.自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不发光，但在夜间骑行
时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使
汽车司机注意到前面有自行车.尾灯由透明介质制成，其外形如图甲所示，下面
说法正确的是( )
A.汽车灯光从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射
B.汽车灯光从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射
C.汽车灯光从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射
D.汽车灯光从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射
√
[解析] 作出一条光路如图所示，由图可知，每一部分相当于一块全反射棱镜，
要想让后面的司机看到反射光，光只能从右侧(直边)射入，经过尾灯左表面反
射回去，故选项C正确.
6.(多选)［2024·广东深圳高二期末］ 篆刻书法艺术家邓散木先生为毛泽东主席
篆刻的龙钮大印，陈列于韶山毛泽东同志纪念馆.如图所示，两块底面为等腰直
角三角形的玻璃棱柱，组合成一个正方体基座，龙钮大印置于基座正上方，游
客可从基座右侧水平方向清晰地欣赏印章.下列说法正确的有( )
A.此现象体现了光的全反射原理
B.基座上部玻璃棱柱折射率
C.光从玻璃进入空气，波长变长
D.光从玻璃进入空气，波速变小
√
√
[解析] 从基座右侧水平方向能清晰地欣赏印章，表明光在上侧等腰直角三角形
的玻璃棱柱的斜边发生了全反射，即此现象体现了光的全反射原理，故A正确；
根据几何关系可知，题图中入射光在等腰直角三角形的玻璃棱柱的斜边的入射
角为 ，则临界角 ，由于，解得 ，故B错误；根据折
射率与光速的关系有 ，光从玻璃进入空气，频率不变，
传播速度变大，由于 ，可知，波长变长，故C正确，
D错误.
知识点四 光导纤维及其应用
7.［2024·贵州遵义高二期末］某工厂研发了一种室内光纤照明系统，如图甲所示，
主要材料为塑料光纤.这种光纤由聚苯乙烯等作为内芯材料，氟塑料等作为包层材
料，具有质轻、柔软、光传导能力大的特点.图乙是光纤中光传导的原理示意图. 下
列说法正确的是( )
A.光在该光纤中的传播速率大于在真空中的速率，以便于快速传播
B.光在该光纤中利用全反射现象减小传输中的损耗，实现良好照明效果
C.为保证光全被约束在内芯中，内芯材料的折射率需小于包层材料的折射率
D.为保证光全被约束在内芯中，光进入光纤时的入射角只能是
√
[解析] 由 可知，光在该光纤中的传播速率小于在真空中的速率，故A错误；
光在该光纤中利用全反射现象减小传输中的损耗，实现良好照明效果，故B正
确；为保证光全被约束在内芯中，内芯材料的折射率需大于包层材料的折射率，
才能保证光从内芯射向包层时，发生全反射，故C错误；由C选项分析可知，光
进入光纤时的入射角没有特殊要求，故D错误.
8.［2024·江苏常熟中学高二月考］如图所示，某种单色光从光导
纤维左端射入，经过多次全反射后从右端射出.已知该单色光在光
A. B. C. D.
[解析] 设光在介质中发生全反射的临界角为 ，如图所示，
由临界角公式得 ，光经过多次全反射后从右端射
导纤维中的折射率为 ，则该单色光从右端射出时出射角的正弦值最大为( )
出，入射角和折射角满足 ，联立解得
，故选A.
√
9.如图所示，一束白光沿半径方向从点射入半圆形玻璃砖，在 点发生反射和
折射，折射光照在光屏上，、为折射光的上下边界，为反射光.若入射点由
向缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到 点，则可以观察到各色光在光屏
上陆续消失.在光带完全消失之前，下列说法正确的是( )
A. 光逐渐变暗
B.、 光带逐渐变亮
C.光与光相比， 光先消失
D.单色光通过玻璃砖所需的时间小于单色光 通过玻璃砖所需的时间
√
[解析] 入射点从向 缓慢移动时，入射角增大，越来越多的光发生全反射，故
光逐渐变亮，、光带逐渐变暗，故A、B错误；根据偏折程度可知，单色光
的折射率小于单色光的折射率，光线从玻璃砖射入空气时， 光的折射角先达
到 ，先发生全反射，故光与光相比，光先消失，由可知，单色光
在玻璃中的传播速度比的大，故单色光 通过玻璃砖所需的
时间小于单色光 通过玻璃砖所需的时间，故C错误，D正确.
10.位于景观湖水面之下的小灯泡发出的红光，在水面形成一个个漂亮的发光区
域，若小灯泡位于水深处，水对红光的折射率为 ，则单个小灯泡发出的红光
在水面上形成的发光区域面积大小为( )
A. B. C. D.
[解析] 水面的发光区域对应的面积是圆面积，设红光的发光区域半径为 ，设
临界角为，则，，，解得 ，故A正确.
√
11.(3分)［2024·泉州高二期末］ 炎热的夏日，在公路上向远处看去，有时路面
会显得格外明亮光滑，像有一层积水能倒映出汽车的像，这属于光的________
(选填“干涉”“衍射”或“全反射”)现象，这时越靠近路面的空气的折射率______
(选填“越大”或“越小”).
全反射
越小
[解析] 炎热的夏日，在公路上向远处看去，有时路面会显得格外明亮光滑，像
有一层积水能倒映出汽车的像，这属于光的全反射现象；由于只有从光密介质
射向光疏介质才能发生全反射，可知越靠近路面的空气的折射率越小.
12.(12分)打磨成多面体的钻石能闪闪发光，是射到钻石背面的光全部被反射回
来的缘故.如图所示，某同学想把玻璃砖加工成“玻璃钻石”.该“玻璃钻石”左右对
称，折射率，边和边与轴线的夹角均为 .一束光从 边垂直入射，
已知 .
(1) (4分)若 ，求这束光在 边折射时折射角的正弦值；
[答案] 0.52
[解析] 如图甲所示，根据几何知识可知
根据折射定律
得
(2) (8分)若 ，通过计算判断这束光经边
第一次反射，到达 边时能否发生全反射.
[答案] 能发生全反射
12.(12分)打磨成多面体的钻石能闪闪发光，是射到钻石背面的光全部被反射回
来的缘故.如图所示，某同学想把玻璃砖加工成“玻璃钻石”.该“玻璃钻石”左右对
称，折射率，边和边与轴线的夹角均为 .一束光从 边垂直入射，
已知 .
[解析] 如图乙所示，根据
得
根据几何关系可知
因 ，所以能发生全反射.
［教材链接］
（1）入射角,完全消失 （2）刚好发生全反射, （3）折射率,折射率
（4）光密,光疏,大于等于
例1.D 例2.C 例3.C 例4.A 例5.B
例6.（1）（2）面,与面平行, 计算过程见解析，
光路图如图所示 例7.A 例8.（1） （2）
随堂巩固
1.B 2.A 3.B 4.D 5.A
.
.
基础巩固练
1.AC 2.AB 3.BC 4.AC 5.C 6.AC 7.B 8.A
综合提升练
9.D 10.A 11.全反射,越小 12.（1）0.52 （2）能发生全反射
