第四章 光
课时1 光的折射
核心 目标 1. 认识光的反射及折射现象．理解折射率的概念，知道折射率与光速的关系，会用折射率公式进行有关计算．
2. 理解光的折射定律，会作出光路图，能用来解释有关的光现象和计算有关的问题．
要点梳理
要点1 折射定律
1. 光的反射和光的折射
(1) 光的反射：光从第1种介质射到第1种介质与第2种介质的__分界面__时，一部分光会返回到第1种介质，这种现象叫作光的反射．如图所示：
(2) 光的折射：光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光__进入第2种介质__的现象．
(3) 光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一般要发生变化，但并非一定要变化；当光垂直分界面入射时，光的传播方向就不会变化．这是折射的特例．
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__，即____＝n12.
(2) 在光的折射现象中，光路也是__可逆__的．
要点2 折射率
1. 物理意义：反映介质的__光学性质__(偏折光线的能力)的物理量．
2. 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，即n＝____.
3. 折射率与光速的关系
某种介质的折射率，等于光在__真空__中的传播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比，即n＝____．
4. 特点
由于光在真空中的传播速率c大于光在任何介质中的传播速率v，任何介质的折射率都__大于1__．
即学即用
1. 易错辨析
(1) 光在两个介质的界面上要么发生反射，要么发生折射，二者不能同时产生．( × )
(2) 当光发生折射时，折射角总是小于入射角．( × )
(3) 介质的折射率越大，光在其中传播的速度越大．( × )
(4) 折射率跟折射角的正弦成正比．( × )
(5) 光以同一入射角从真空斜射入不同介质，则折射率越大的介质，折射角越小．( √ )
2. 如图所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，由图可知( B )
A. 光是从真空射入介质的
B. 光是由介质射入真空的
C. 介质的折射率为
D. 介质的折射率为
解析：光从光密介质射向光疏介质时，折射角大于入射角，根据题图可知，入射角为30°，折射角为60°，光是从介质射入真空的，A错误，B正确；折射率n＝＝＝，C、D错误．
考向1 折射率的理解
1. 折射率的决定式：n＝____，无单位，真空的折射率n＝1，空气折射率n≈1.各种介质的折射率是不同的，但都大于1.
2. 折射定律＝n12中n12＝.当光从真空射入介质时，n1＝1，n＝就是介质折射率的__定义式__或计算式，由此可测介质的折射率．
(2024·江苏无锡期末)斯涅耳1621年关于折射现象的论文中用了如图所示的装置研究光的折射现象．一个容器中装水，一束单色光从O点射入水中，折射到容器壁的B点，入射光线的延长线交容器壁于A点，水面处C点与A、B在同一竖直线上，则以下线段长度之比等于水的折射率的是( D )
A. B.
C. D.
解析：根据题意，如图所示，由折射定律可得，水的折射率为n＝，由几何关系可得sin i＝，sin r＝，又有AA′＝BB′，可得n＝.故选D.
(2024·安徽马鞍山二中)如图所示，包含两种单色光的光束沿PO方向射入横截面为半圆形的柱体，O为半圆形的圆心，其折射光线分别从M、N两点射出．PO与法线的夹角α＝45°， OM与分界面的夹角β＝60°，真空中光速c＝3×108 m/s，则( B )
A. 该介质对从M处射出色光的折射率为
B. 从M处射出色光在该介质中传播的速度为 ×108 m/s
C. 从M点射出的色光穿过该柱体所需的时间长
D. 从N点射出的色光折射率比从M点射出的色光折射率小
解析：由折射定律知，该介质对从M处射出色光的折射率n＝＝，则从M处射出色光在该介质中传播的速度v＝＝×108 m/s，A错误，B正确；由图知，从N点射出的色光偏转更厉害，其折射率更大，由v＝知，从N点射出的色光波速较小，色光在柱体内传播的距离相等，则从N点射出的色光穿过该柱体所需的时间长，C、D错误．故选B.
折射率由介质本身和光的频率共同决定：同一频率的光对不同介质折射率不同，不同频率的光对同一介质折射率也不同．
考向2 折射定律的理解与应用
1. 由＝可得n1sin θ1＝n2sin θ2，即发生折射时，折射率与夹角正弦的乘积是定值，或折射率越大，夹角越小．当光从真空斜射入介质时，入射角__大于__折射角；当光从介质斜射入真空时，入射角__小于__折射角．
2. 解题时要画出比较准确的光路图，分析边界光线或临界光线，注意利用几何关系，注意光路是可逆的．
(2024·深圳高级中学)在潜水员看来，岸上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里，设这个圆锥的顶角为α，则sin α为多少(已知水的折射率为n)( B )
A. B.
C. D.
解析：当光线几乎平行于水面射入水中时，折射角为，根据光的折射定律＝n，可得sin ＝，从而cos ＝＝，因此sin α＝2sin cos ＝.故选B.
(2024·深圳市实验中学)如图所示为某玻璃砖的截面图，由直角三角形ABC和半径为R的半圆组成，∠ABC＝60°，∠ACB＝90°，半圆圆心为O.一束单色光以平行AC的方向照射到AB边的D点，D点到B点的距离为R，单色光进入玻璃砖后恰好经过圆心O，并保持传播方向不变的射出玻璃砖，部分光路图已作出，不考虑光在圆弧面上的反射，光在真空中的传播速度为c.求：
(1) 玻璃砖对光的折射率．
答案：
解析：根据题意，由几何关系可知，三角形DBO为正三角形，因此光在D点的折射角为r＝30°
光在D点的入射角i＝60°，如图所示
因此玻璃砖对光的折射率为n＝＝
(2) 光在玻璃砖中传播的时间．
答案：
解析：由几何关系可知，光在玻璃砖中传播的距离为s＝2R
传播的速度为v＝＝
因此，光在玻璃砖中传播的时间为t＝＝
处理光的折射问题的思路
1. 根据题意画出光路图．
2. 利用几何关系确定光路图中的边、角关系，要注意入射角、折射角均是光线与法线的夹角．
3. 利用折射定律、折射率公式列式求解．
1. (多选)如图所示，两束不同频率的平行单色光a、b从水射入空气(空气折射率为1)发生如图所示的折射现象.下列说法中正确的是( AC )
A. 水对a的折射率比水对b的折射率小
B. 在空气中的传播速度va>vb
C. 在水中的传播速度va>vb
D. 当a、b入射角为0°时，没有光线进入空气中
解析：由于α<β，所以折射率na小于nb，由于n＝知，在水中的传播速度va>vb，a、b在空气中的传播速度都是c，B错误，A、C正确；当a、b入射角为0°时，光线垂直分界面进入空气，D错误．
2. (2025·广东省实验中学)我国宇航员王亚平在进行太空授课时进行了一个小实验，在太空失重环境下，一水滴成为一形状规则的球体，当一束光照射到“水球”上时，会形成美丽的彩虹．如图乙为某均匀透明球形液滴截面图，半径为R＝0.5 m，O为球心．一束光从空中(看作真空)平行直径AOB射到圆上的C点，入射角i＝60°，该光射入球内经过一次反射后从D点再次平行AOB射向空中．C、D关于AOB对称．
甲 乙
(1) 画出光路图并求液滴对该光的折射率n.
答案：见解析
解析：根据对称及光路可逆性，作出光路如图所示
由图可知i′＝60°，r＝r′＝θ＝30°
根据折射定律n＝
解得n＝
(2) 该光从C点射入经反射从D点射出在液滴内传播的时间．
答案：1×10-8 s
解析：由几何关系得CB＝BD＝2R cos r＝R
光在液滴中的传播速度v＝
光在液滴中的传播时间t＝＝＝1×10-8 s
配套新练案
考向1 折射率的理解
1. (多选)关于折射率，下列说法中正确的是( CD )
A. 某种介质的折射率等于光在介质中传播速度v和光在真空中的传播速度c的比值
B. 折射角和入射角的大小决定着折射率的大小
C. 两种介质相比较，折射率小的介质折光性较弱
D. 一般来说，介质的折射率都大于1
2. (2025·茂名期末)一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，光路图如图所示，下列说法中正确的是( B )
A. a光和b光的入射角都是40°
B. a光在玻璃中的折射率较大
C. a光在玻璃中的传播速度较大
D. a光和b光从空气进入玻璃后频率都会增大
解析：由入射角定义，入射角应该为50°，A错误；由光路图和折射定律可知n＝，因a光折射角较小，则na>nb，B正确；根据n＝可知，在玻璃中的传播速度b光更大，C错误；a、b光进入玻璃后频率不会发生改变，D错误．故选B.
3. (多选)如图所示，有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种介质，光线的传播方向以及光线与介质分界面的夹角如图所示，由此可以判断( AB )
A. 光在介质Ⅱ中的传播速度最小
B. 介质Ⅲ的折射率最小
C. 光在介质Ⅰ中的传播速度最大
D. 介质Ⅲ的折射率最大
解析：由相对折射率和绝对折射率的关系可知：
n1sin 45°＝n2sin 40°，即n1n3，联立可得n1sin 45°sin 26°＝n3 sin240°，即n1>n3，则n2>n1>n3，B正确，D错误；由n1v1＝n2v2＝n3v3＝c，可知v24. (2024·佛山禅城实验中学)(多选)如图所示，a、b两束单色光从空气中射入半球形玻璃砖，在玻璃砖内形成一束复色光射出．下列说法中正确的是( BD )
A. b光在玻璃中的折射率比a光的大
B. b光在玻璃中的折射率比a光的小
C. b光在玻璃中的传播速度比a光的小
D. b光在玻璃中的传播速度比a光的大
解析：根据折射定律n＝，折射角相同，b光的入射角小，b光在玻璃中的折射率比a光的小，A错误，B正确；根据v＝ 可知，b光在玻璃中的传播速度比a光的大，D正确，C错误．
5. 有一束单色光从A穿过B再折向C，如图所示，下列说法中正确的是( B )
A. 介质B的折射率最大
B. 介质C的折射率最大
C. 光在介质B中的速度最小
D. 光在介质C中的速度最大
解析：由光路的可逆性，假设光分别由B进入A和C，根据折射率的物理意义，折射率是反映光线折射程度的物理量，进入C的折射程度大于A的折射程度，可知C的折射率比A的大，即nC>nA>nB，故A错误，B正确；利用n＝，可以判断出，光在B中传播的速度最大，在C中传播的速度最小，故C、D错误．
考向2 折射定律的理解与应用
6. (2024·深圳期末)(多选)如图所示，渔民在清澈的河水中用鱼叉叉鱼，还可改用激光束捕鱼．关于两种捕鱼方法，下列说法中正确的有( BC )
A. 用鱼叉叉鱼时，应该瞄准人所看到鱼的位置
B. 用鱼叉叉鱼时，应该瞄准人所看到鱼的下方
C. 用激光捕鱼时，应该瞄准人所看到的鱼
D. 用激光捕鱼时，应该瞄准人所看到鱼的下方
解析：用鱼叉叉鱼时，从鱼身上发出的光，经水面出射到空气中后会发生折射，折射角大于入射角，人眼逆着折射光线看去，会看到鱼的位置比实际高了，则应该瞄准人所看到鱼的下方，A错误，B正确；用激光捕鱼时，因为光路可逆，所以光线会沿同路径折射回去，则应该瞄准人所看到的鱼，C正确，D错误．
7. (2024·广州期末)发出白光的细线光源ab，长度为l0，竖直放置，上端a恰好在水面以下，如图所示．现考虑线光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以l1表示红光成的像的长度，l2表示蓝光成的像的长度，则(红光折射率比蓝光小)( D )
A. l1C. l2＞l1＞l0 D. l2解析：作出光路图如图所示，由于蓝光折射率比红光折射率大，则同一点发出的光在水面发生折射，蓝光比红光偏折角大，则沿反向延长线所成虚像的长度比较小，则l28. 如图所示，半径为R的半圆柱玻璃体置于水平桌面上，半圆柱玻璃体的上表面水平，其横截面与桌面相切于A点．一细束单色光经球心O从空气中射入玻璃体内(入射面即纸面)，入射角为60°，出射光线射在桌面上B点处，测得A、B之间的距离为R，则该玻璃体的折射率为( A )
A. B.
C. D. 2
解析：根据题意，光路图如图所示．由几何关系可得tan θ＝＝＝1，可得θ＝45°，该玻璃体的折射率为n＝＝，故选A.
9. (2024·潮州期末)如图所示，一透明介质制成的直角三棱镜，顶角∠A＝30°，一束光由真空垂直射向AC面，经AB面射出后的光线偏离原来方向15°.已知光在真空中的传播速度为c.求：
(1) 该介质对光的折射率．
答案：
解析：光在AB面发生折射时的光路图如图，由几何知识知，光线在AB面上的入射角为∠r＝30°
折射角为∠i＝30°＋15°＝45°
根据折射定律n＝
得n＝＝
(2) 光在介质中的传播速度．
答案：c
解析：光在介质中的传播速度v＝＝＝c
10. (2024·江门期末质检)用透明材料制成横截面为长方形的长方体，横截面的长AB足够长，宽AD＝L，按图示放置在水平地面上，在地面上的P点有一个光源，向该材料CD面入射一束光，当入射光与CD面夹角为37°时，反射光与折射光恰好垂直．光在真空中传播速度为c，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6.求：
(1) 这种材料的折射率．
答案：
解析：光路图如图所示
由图中几何关系可得θ＋α＝90°
可得θ＝53°，α＝37°
根据折射定律可得这种材料的折射率为
n＝＝＝
(2) 这束光线在材料中传播经历的时间．
答案：
解析：这束光线在材料中传播的速度为v＝＝
这束光线在材料中传播经历的时间为t＝＝＝课时1 光的折射
核心 目标 1. 认识光的反射及折射现象．理解折射率的概念，知道折射率与光速的关系，会用折射率公式进行有关计算．
2. 理解光的折射定律，会作出光路图，能用来解释有关的光现象和计算有关的问题．
要点梳理
要点1 折射定律
1. 光的反射和光的折射
(1) 光的反射：光从第1种介质射到第1种介质与第2种介质的__ __时，一部分光会返回到第1种介质，这种现象叫作光的反射．如图所示：
(2) 光的折射：光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光__ __的现象．
(3) 光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一般要发生变化，但并非一定要变化；当光垂直分界面入射时，光的传播方向就不会变化．这是折射的特例．
2. 折射定律
(1) 内容：折射光线与入射光线、法线__ __，折射光线与入射光线分别位于法线的__ __；入射角的正弦与折射角的正弦_ __，即__ __＝n12.
(2) 在光的折射现象中，光路也是__ __的．
要点2 折射率
1. 物理意义：反映介质的__ __(偏折光线的能力)的物理量．
2. 定义
光从__ __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，即n＝__ __.
3. 折射率与光速的关系
某种介质的折射率，等于光在__ __中的传播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比，即n＝__ __．
4. 特点
由于光在真空中的传播速率c大于光在任何介质中的传播速率v，任何介质的折射率都__ __．
即学即用
1. 易错辨析
(1) 光在两个介质的界面上要么发生反射，要么发生折射，二者不能同时产生．( )
(2) 当光发生折射时，折射角总是小于入射角．( )
(3) 介质的折射率越大，光在其中传播的速度越大．( )
(4) 折射率跟折射角的正弦成正比．( )
(5) 光以同一入射角从真空斜射入不同介质，则折射率越大的介质，折射角越小．( )
2. 如图所示，光在真空和某介质的界面MN上发生折射，由图可知( )
A. 光是从真空射入介质的
B. 光是由介质射入真空的
C. 介质的折射率为
D. 介质的折射率为
考向1 折射率的理解
1. 折射率的决定式：n＝____，无单位，真空的折射率n＝1，空气折射率n≈1.各种介质的折射率是不同的，但都大于1.
2. 折射定律＝n12中n12＝.当光从真空射入介质时，n1＝1，n＝就是介质折射率的__定义式__或计算式，由此可测介质的折射率．
(2024·江苏无锡期末)斯涅耳1621年关于折射现象的论文中用了如图所示的装置研究光的折射现象．一个容器中装水，一束单色光从O点射入水中，折射到容器壁的B点，入射光线的延长线交容器壁于A点，水面处C点与A、B在同一竖直线上，则以下线段长度之比等于水的折射率的是( )
A. B.
C. D.
(2024·安徽马鞍山二中)如图所示，包含两种单色光的光束沿PO方向射入横截面为半圆形的柱体，O为半圆形的圆心，其折射光线分别从M、N两点射出．PO与法线的夹角α＝45°， OM与分界面的夹角β＝60°，真空中光速c＝3×108 m/s，则( )
A. 该介质对从M处射出色光的折射率为
B. 从M处射出色光在该介质中传播的速度为 ×108 m/s
C. 从M点射出的色光穿过该柱体所需的时间长
D. 从N点射出的色光折射率比从M点射出的色光折射率小
折射率由介质本身和光的频率共同决定：同一频率的光对不同介质折射率不同，不同频率的光对同一介质折射率也不同．
考向2 折射定律的理解与应用
1. 由＝可得n1sin θ1＝n2sin θ2，即发生折射时，折射率与夹角正弦的乘积是定值，或折射率越大，夹角越小．当光从真空斜射入介质时，入射角__大于__折射角；当光从介质斜射入真空时，入射角__小于__折射角．
2. 解题时要画出比较准确的光路图，分析边界光线或临界光线，注意利用几何关系，注意光路是可逆的．
(2024·深圳高级中学)在潜水员看来，岸上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里，设这个圆锥的顶角为α，则sin α为多少(已知水的折射率为n)( )
A. B.
C. D.
(2024·深圳市实验中学)如图所示为某玻璃砖的截面图，由直角三角形ABC和半径为R的半圆组成，∠ABC＝60°，∠ACB＝90°，半圆圆心为O.一束单色光以平行AC的方向照射到AB边的D点，D点到B点的距离为R，单色光进入玻璃砖后恰好经过圆心O，并保持传播方向不变的射出玻璃砖，部分光路图已作出，不考虑光在圆弧面上的反射，光在真空中的传播速度为c.求：
(1) 玻璃砖对光的折射率．
(2) 光在玻璃砖中传播的时间．
处理光的折射问题的思路
1. 根据题意画出光路图．
2. 利用几何关系确定光路图中的边、角关系，要注意入射角、折射角均是光线与法线的夹角．
3. 利用折射定律、折射率公式列式求解．
1. (多选)如图所示，两束不同频率的平行单色光a、b从水射入空气(空气折射率为1)发生如图所示的折射现象.下列说法中正确的是( )
A. 水对a的折射率比水对b的折射率小
B. 在空气中的传播速度va>vb
C. 在水中的传播速度va>vb
D. 当a、b入射角为0°时，没有光线进入空气中
2. (2025·广东省实验中学)我国宇航员王亚平在进行太空授课时进行了一个小实验，在太空失重环境下，一水滴成为一形状规则的球体，当一束光照射到“水球”上时，会形成美丽的彩虹．如图乙为某均匀透明球形液滴截面图，半径为R＝0.5 m，O为球心．一束光从空中(看作真空)平行直径AOB射到圆上的C点，入射角i＝60°，该光射入球内经过一次反射后从D点再次平行AOB射向空中．C、D关于AOB对称．
甲 乙
(1) 画出光路图并求液滴对该光的折射率n.
(2) 该光从C点射入经反射从D点射出在液滴内传播的时间．
配套新练案
考向1 折射率的理解
1. (多选)关于折射率，下列说法中正确的是( )
A. 某种介质的折射率等于光在介质中传播速度v和光在真空中的传播速度c的比值
B. 折射角和入射角的大小决定着折射率的大小
C. 两种介质相比较，折射率小的介质折光性较弱
D. 一般来说，介质的折射率都大于1
2. (2025·茂名期末)一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，光路图如图所示，下列说法中正确的是( )
A. a光和b光的入射角都是40°
B. a光在玻璃中的折射率较大
C. a光在玻璃中的传播速度较大
D. a光和b光从空气进入玻璃后频率都会增大
3. (多选)如图所示，有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种介质，光线的传播方向以及光线与介质分界面的夹角如图所示，由此可以判断( )
A. 光在介质Ⅱ中的传播速度最小
B. 介质Ⅲ的折射率最小
C. 光在介质Ⅰ中的传播速度最大
D. 介质Ⅲ的折射率最大
4. (2024·佛山禅城实验中学)(多选)如图所示，a、b两束单色光从空气中射入半球形玻璃砖，在玻璃砖内形成一束复色光射出．下列说法中正确的是( )
A. b光在玻璃中的折射率比a光的大
B. b光在玻璃中的折射率比a光的小
C. b光在玻璃中的传播速度比a光的小
D. b光在玻璃中的传播速度比a光的大
5. 有一束单色光从A穿过B再折向C，如图所示，下列说法中正确的是( )
A. 介质B的折射率最大
B. 介质C的折射率最大
C. 光在介质B中的速度最小
D. 光在介质C中的速度最大
考向2 折射定律的理解与应用
6. (2024·深圳期末)(多选)如图所示，渔民在清澈的河水中用鱼叉叉鱼，还可改用激光束捕鱼．关于两种捕鱼方法，下列说法中正确的有( )
A. 用鱼叉叉鱼时，应该瞄准人所看到鱼的位置
B. 用鱼叉叉鱼时，应该瞄准人所看到鱼的下方
C. 用激光捕鱼时，应该瞄准人所看到的鱼
D. 用激光捕鱼时，应该瞄准人所看到鱼的下方
7. (2024·广州期末)发出白光的细线光源ab，长度为l0，竖直放置，上端a恰好在水面以下，如图所示．现考虑线光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以l1表示红光成的像的长度，l2表示蓝光成的像的长度，则(红光折射率比蓝光小)( )
A. l1C. l2＞l1＞l0 D. l28. 如图所示，半径为R的半圆柱玻璃体置于水平桌面上，半圆柱玻璃体的上表面水平，其横截面与桌面相切于A点．一细束单色光经球心O从空气中射入玻璃体内(入射面即纸面)，入射角为60°，出射光线射在桌面上B点处，测得A、B之间的距离为R，则该玻璃体的折射率为( )
A. B.
C. D. 2
9. (2024·潮州期末)如图所示，一透明介质制成的直角三棱镜，顶角∠A＝30°，一束光由真空垂直射向AC面，经AB面射出后的光线偏离原来方向15°.已知光在真空中的传播速度为c.求：
(1) 该介质对光的折射率．
(2) 光在介质中的传播速度．
10. (2024·江门期末质检)用透明材料制成横截面为长方形的长方体，横截面的长AB足够长，宽AD＝L，按图示放置在水平地面上，在地面上的P点有一个光源，向该材料CD面入射一束光，当入射光与CD面夹角为37°时，反射光与折射光恰好垂直．光在真空中传播速度为c，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6.求：
(1) 这种材料的折射率．
(2) 这束光线在材料中传播经历的时间．(共43张PPT)
第四章
光
课时1 光的折射
核心 目标 1. 认识光的反射及折射现象．理解折射率的概念，知道折射率与光速的关系，会用折射率公式进行有关计算．
2. 理解光的折射定律，会作出光路图，能用来解释有关的光现象和计算有关的问题．
必备知识 记忆理解
1. 光的反射和光的折射
(1) 光的反射：光从第1种介质射到第1种介质与第2种介质的_________时，一部分光会返回到第1种介质，这种现象叫作光的反射．如图所示：
要点
1
折射定律
(2) 光的折射：光从第1种介质射到它与第2种介质的分界面时，一部分光________________的现象．
(3) 光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一般要发生变化，但并非一定要变化；当光垂直分界面入射时，光的传播方向就不会变化．这是折射的特例．
分界面
进入第2种介质
2. 折射定律
(1) 内容：折射光线与入射光线、法线_________________，折射光线与入射光
线分别位于法线的_______；入射角的正弦与折射角的正弦_________，即_______＝n12.
(2) 在光的折射现象中，光路也是_______的．
处在同一平面内
两侧
成正比
可逆
1. 物理意义：反映介质的___________(偏折光线的能力)的物理量．
2. 定义
光从_______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，即n＝_____.
3. 折射率与光速的关系
某种介质的折射率，等于光在_______中的传播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比，即n＝_____．
4. 特点
由于光在真空中的传播速率c大于光在任何介质中的传播速率v，任何介质的折射率都________．
要点
2
折射率
光学性质
真空
真空
大于1
1. 易错辨析
(1) 光在两个介质的界面上要么发生反射，要么发生折射，二者不能同时产生． ( )
(2) 当光发生折射时，折射角总是小于入射角． ( )
(3) 介质的折射率越大，光在其中传播的速度越大． ( )
(4) 折射率跟折射角的正弦成正比． ( )
(5) 光以同一入射角从真空斜射入不同介质，则折射率越大的介质，折射角越小． ( )
×
×
×
×
√
B
把握考向 各个击破
折射率的理解
考向
1
(2024·江苏无锡期末)斯涅耳1621年关于折射现象的论文中用了如图所示的装置研究光的折射现象．一个容器中装水，一束单色光从O点射入水中，折射到容器壁的B点，入射光线的延长线交容器壁于A点，水面处C点与A、B在同一竖直线上，则以下线段长度之比等于水的折射率的是 ( )
1
D
(2024·安徽马鞍山二中)如图所示，包含两种单色光的光束沿PO方向射入横截面为半圆形的柱体，O为半圆形的圆心，其折射光线分别从M、N两点射出．PO与法线的夹角α＝45°， OM与分界面的夹角β＝60°，真空中光速c＝3×108 m/s，则 ( )
2
B
折射率由介质本身和光的频率共同决定：同一频率的光对不同介质折射率不同，不同频率的光对同一介质折射率也不同．
折射定律的理解与应用
考向
2
(2024·深圳高级中学)在潜水员看来，岸上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里，设这个圆锥的顶角为α，则sin α为多少(已知水的折射率为n) ( )
3
B
(2024·深圳市实验中学)如图所示为某玻璃砖的截面图，由直角三角形ABC和半径为R的半圆组成，∠ABC＝60°，∠ACB＝90°，半圆圆心为O.一束单色光以平行AC的方向照射到AB边的D点，D点到B点的距离为R，单色光进入玻璃砖后恰好经过圆心O，并保持传播方向不变的射出玻璃砖，部分光路图已作出，不考虑光在圆弧面上的反射，光在真空中的传播速度为c.求：
4
(1) 玻璃砖对光的折射率．
解析：根据题意，由几何关系可知，三角形DBO为正三角形，
因此光在D点的折射角为r＝30°
光在D点的入射角i＝60°，如图所示
(2) 光在玻璃砖中传播的时间．
处理光的折射问题的思路
1. 根据题意画出光路图．
2. 利用几何关系确定光路图中的边、角关系，要注意入射角、折射角均是光线与法线的夹角．
3. 利用折射定律、折射率公式列式求解．
随堂内化 即时巩固
1. (多选)如图所示，两束不同频率的平行单色光a、b从水射入空气(空气折射率为1)发生如图所示的折射现象(α<β).下列说法中正确的是 ( )
A. 水对a的折射率比水对b的折射率小
B. 在空气中的传播速度va>vb
C. 在水中的传播速度va>vb
D. 当a、b入射角为0°时，没有光线进入空气中
AC
2. (2025·广东省实验中学)我国宇航员王亚平在进行太空授课时进行了一个小实验，在太空失重环境下，一水滴成为一形状规则的球体，当一束光照射到“水球”上时，会形成美丽的彩虹．如图乙为某均匀透明球形液滴截面图，半径为R＝0.5 m，O为球心．一束光从空中(看作真空)平行直径AOB射到圆上的C点，入射角i＝60°，该光射入球内经过一次反射后从D点再次平行AOB射向空中．C、D关于AOB对称．
(1) 画出光路图并求液滴对该光的折射率n.
(2) 该光从C点射入经反射从D点射出在液滴内传播的时间．
答案：1×10-8 s
配套新练案
考向1 折射率的理解
1. (多选)关于折射率，下列说法中正确的是 ( )
A. 某种介质的折射率等于光在介质中传播速度v和光在真空中的传播速度c的比值
B. 折射角和入射角的大小决定着折射率的大小
C. 两种介质相比较，折射率小的介质折光性较弱
D. 一般来说，介质的折射率都大于1
CD
2. (2025·茂名期末)一束复色光由空气射向玻璃，发生折射而分为a、b两束单色光，光路图如图所示，下列说法中正确的是 ( )
A. a光和b光的入射角都是40°
B. a光在玻璃中的折射率较大
C. a光在玻璃中的传播速度较大
D. a光和b光从空气进入玻璃后频率都会增大
B
3. (多选)如图所示，有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种介质，光线的传播方向以及光线与介质分界面的夹角如图所示，由此可以判断 ( )
A. 光在介质Ⅱ中的传播速度最小
B. 介质Ⅲ的折射率最小
C. 光在介质Ⅰ中的传播速度最大
D. 介质Ⅲ的折射率最大
解析：由相对折射率和绝对折射率的关系可知：
n1sin 45°＝n2sin 40°，即n1n3，联立可得n1sin 45°sin 26°＝n3 sin240°，即n1>n3，则n2>n1>n3，B正确，D错误；由n1v1＝n2v2＝n3v3＝c，可知v2AB
4. (2024·佛山禅城实验中学)(多选)如图所示，a、b两束单色光从空气中射入半球形玻璃砖，在玻璃砖内形成一束复色光射出．下列说法中正确的是 ( )
A. b光在玻璃中的折射率比a光的大
B. b光在玻璃中的折射率比a光的小
C. b光在玻璃中的传播速度比a光的小
D. b光在玻璃中的传播速度比a光的大
BD
5. 有一束单色光从A穿过B再折向C，如图所示，下列说法中正确的是 ( )
A. 介质B的折射率最大
B. 介质C的折射率最大
C. 光在介质B中的速度最小
D. 光在介质C中的速度最大
B
考向2 折射定律的理解与应用
6. (2024·深圳期末)(多选)如图所示，渔民在清澈的河水中用鱼叉叉鱼，还可改用激光束捕鱼．关于两种捕鱼方法，下列说法中正确的有 ( )
A. 用鱼叉叉鱼时，应该瞄准人所看到鱼的位置
B. 用鱼叉叉鱼时，应该瞄准人所看到鱼的下方
C. 用激光捕鱼时，应该瞄准人所看到的鱼
D. 用激光捕鱼时，应该瞄准人所看到鱼的下方
BC
解析：用鱼叉叉鱼时，从鱼身上发出的光，经水面出射到空气中后会发生折射，折射角大于入射角，人眼逆着折射光线看去，会看到鱼的位置比实际高了，则应该瞄准人所看到鱼的下方，A错误，B正确；用激光捕鱼时，因为光路可逆，所以光线会沿同路径折射回去，则应该瞄准人所看到的鱼，C正确，D错误．
7. (2024·广州期末)发出白光的细线光源ab，长度为l0，竖直放置，上端a恰好在水面以下，如图所示．现考虑线光源ab发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所成的像，由于水对光有色散作用，若以l1表示红光成的像的长度，l2表示蓝光成的像的长度，则(红光折射率比蓝光小) ( )
A. l1B. l1＞l2＞l0
C. l2＞l1＞l0
D. l2D
解析：作出光路图如图所示，由于蓝光折射率比红光折射率大，则同一点发出的光在水面发生折射，蓝光比红光偏折角大，则沿反向延长线所成虚像的长度比较小，则l28. 如图所示，半径为R的半圆柱玻璃体置于水平桌面上，半圆柱玻璃体的上表面水平，其横截面与桌面相切于A点．一细束单色光经球心O从空气中射入玻璃体内(入射面即纸面)，入射角为60°，出射光线射在桌面上B点处，测得A、B之间的距离为R，则该玻璃体的折射率为 ( )
A
9. (2024·潮州期末)如图所示，一透明介质制成的直角三棱镜，顶角∠A＝30°，一束光由真空垂直射向AC面，经AB面射出后的光线偏离原来方向15°.已知光在真空中的传播速度为c.求：
(1) 该介质对光的折射率．
解析：光在AB面发生折射时的光路图如图，由几何知识知，光线在AB面上的入射角为∠r＝30°
折射角为∠i＝30°＋15°＝45°
(2) 光在介质中的传播速度．
10. (2024·江门期末质检)用透明材料制成横截面为长方形的长方体，横截面的长AB足够长，宽AD＝L，按图示放置在水平地面上，在地面上的P点有一个光源，向该材料CD面入射一束光，当入射光与CD面夹角为37°时，反射光与折射光恰好垂直．光在真空中传播速度为c，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6.求：
(1) 这种材料的折射率．
解析：光路图如图所示
由图中几何关系可得θ＋α＝90°
可得θ＝53°，α＝37°
根据折射定律可得这种材料的折射率为
(2) 这束光线在材料中传播经历的时间．
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