2017-2018學(xué)年高中物理 第4章 光的折射與全反射 第1節(jié) 光的折射定律教學(xué)案 魯科版選修3-4

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1、 第1節(jié) 光的折射定律 　　　　　　 　　　　　　　　　　　　 1．光的折射是指光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象；光的折射和反射中光路是可逆的。 2．光的折射中，入射角i的正弦與折射角r的正弦之比是一個常數(shù)，即n＝。 3．介質(zhì)的折射率反映了光在介質(zhì)中的偏折程度，折射率越大，光線偏離原方向的程度就越大。 4．某種介質(zhì)的折射率n＝。同一種介質(zhì)中，紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫各色光，紅光的傳播速度最大，折射率最小。 折射角與入射角的定量關(guān)系 [自讀教材·抓基礎(chǔ)] 1．光的折射 光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象。 2．

2、斯涅耳定律(折射定律) 折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)，入射角的正弦與折射角的正弦成正比，即＝n。 3．光路可逆原理 在光的反射現(xiàn)象和折射現(xiàn)象中，光路都是可逆的。 [跟隨名師·解疑難] 對光的偏折方向的認(rèn)識 即光線的偏折情況與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，如圖4-1-1所示。 (1)如果光線從折射率小的介質(zhì)射向折射率大的介質(zhì)，折射光線向法線偏折，入射角大于折射角，并且隨著入射角的增大(減小)折射角也會增大(減小)，如圖甲所示。 (2)如果光線從折射率大的介質(zhì)射向折射率小的介質(zhì)，折射光線偏離法線，入射角小于折射角，并且隨著入射角的增大(減小)折射角

3、也會增大(減小)，如圖乙所示。 圖4-1-1 [特別提醒]　畫光路圖應(yīng)注意的問題： (1)光線實際是從哪個物體發(fā)出的； (2)光是從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)還是從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)； (3)必要的時候還需要借助光的可逆性原理； (4)注意畫圖時一定要規(guī)范，光線與法線、光線的反向延長線等應(yīng)用實線和虛線區(qū)分。 [學(xué)后自檢]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小試身手) 一束光線從空氣射向折射率為1.5的玻璃內(nèi)，入射角為45°，則如圖4-1-2的四個光路圖中正確的是(　　) 圖4-1-2 解析：選C　光在兩介質(zhì)的界面上通常同時發(fā)生反射和折射，所以A錯誤；由反射定律知反射角為4

4、5°，根據(jù)折射定律n＝得i＞r，故B錯誤；畫光線時必須帶箭頭，D不是光路圖，D錯誤。 折射率的意義 [自讀教材·抓基礎(chǔ)] 1．定義 光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時，入射角i的正弦與折射角r的正弦之比，用n表示，則n＝。 2．物理意義 反映了光在介質(zhì)中的偏折程度。 3．折射率與光速的關(guān)系 光在不同介質(zhì)中的速度不同，且都小于光在真空中的傳播速度；某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的傳播速度c與光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比，即n＝。 [跟隨名師·解疑難] 對折射率的理解 (1)關(guān)于正弦值：當(dāng)光由真空射入某種介質(zhì)時，入射角、折射角以及它們的正弦值是可以改變的，但入射角與折射

5、角的正弦值的比值是一個常數(shù)。 (2)折射率大小不僅反映了介質(zhì)的折射本領(lǐng)，也反映了光在介質(zhì)中傳播速度的大小。不同介質(zhì)具有不同的折射率，說明折射率反映了該介質(zhì)的光學(xué)特征。 (3)介質(zhì)的折射率n跟光在其中的傳播速度v有關(guān)，即n＝。由于光在真空中的傳播速度c大于光在任何介質(zhì)中的傳播速度v，所以任何介質(zhì)的折射率n都大于1。因此，光從真空斜射入任何介質(zhì)時，入射角均大于折射角；而光由介質(zhì)斜射入真空時，入射角均小于折射角。 (4)介質(zhì)的折射率是反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)的物理量，它的大小只能由介質(zhì)本身及光的性質(zhì)共同決定，不隨入射角、折射角的變化而變化。 [特別提醒]　 (1)介質(zhì)的折射率與介質(zhì)的密度沒有必然

6、聯(lián)系，密度大，折射率未必大，如水和酒精，水的密度較大，但水的折射率較小。 (2)介質(zhì)的折射率由介質(zhì)的性質(zhì)和光的頻率共同決定，與入射角和折射角無關(guān)。 [學(xué)后自檢]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小試身手) 關(guān)于折射率，下列說法正確的是(　　) A．光由真空射入介質(zhì)時，根據(jù)＝n可知，介質(zhì)的折射率與入射角的正弦成正比 B．光由真空射入介質(zhì)時，根據(jù)＝n可知，介質(zhì)的折射率與折射角的正弦成反比 C．根據(jù)n＝可知，介質(zhì)的折射率與介質(zhì)中的光速成反比，無光通過時，介質(zhì)折射率為0 D．光由第一種介質(zhì)進(jìn)入第二種介質(zhì)時，若入射角相同，不同色光的折射角不同 解析：選D　介質(zhì)的折射率僅與介質(zhì)本身及光的顏色有

7、關(guān)，與入射角或折射角的大小無關(guān)，無光照射時，介質(zhì)仍為原介質(zhì)，折射率不會等于零，任何介質(zhì)的折射率均大于1，故A、B、C錯；光由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)中時，對于不同顏色的光，入射角相同時，折射角不同，故D正確。 測量介質(zhì)的折射率 [自讀教材·抓基礎(chǔ)] 1．實驗?zāi)康? (1)明確光通過玻璃時的入射角、折射角。 (2)掌握測定玻璃折射率的方法。 2．實驗原理 如圖4-1-3所示為兩面平行的玻璃磚對光路的側(cè)移。用插針法找出與入射光線AO對應(yīng)的出射光線O′B，確定出O′點，畫出折射光線OO′，量出入射角i和折射角r，據(jù)n＝計算出玻璃的折射率。 圖4-1-3 3．實驗器材 白紙，圖

8、釘，大頭針，直尺，鉛筆，量角器，平木板和長方形玻璃磚。 4．實驗步驟及調(diào)整安裝 (1)將白紙用圖釘按在繪圖板上。 (2)在白紙上畫出一條直線aa′作為界面(線)，過aa′上的一點O畫出界面的法線NN′，并畫一條線段AO作為入射光線。 (3)把長方形玻璃磚放在白紙上，使它的長邊跟aa′對齊，畫出玻璃磚的另一邊bb′。 (4)在直線AO上豎直插上兩枚大頭針P1、P2，透過玻璃磚觀察大頭針P1、P2的像，調(diào)整視線方向直到P2的像擋住P1的像。再在觀察者一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P3、P4，使P3擋住P1、P2的像，P4擋住P3及P1、P2的像，記下P3、P4的位置。 (5)移去大頭針和玻璃磚

9、，過P3、P4所在處作直線O′B與bb′交于O′，直線O′B就代表了沿AO方向入射的光線通過玻璃磚后的傳播方向。 [跟隨名師·解疑難] 1．注意事項 (1)實驗時，盡可能將大頭針豎直插在紙上，且P1和P2之間，P2與O點之間，P3與P4之間，P3與O′點之間距離要稍大一些。 (2)入射角i應(yīng)適當(dāng)大一些，以減小測量角度的誤差。 (3)在操作時，手不能觸摸玻璃磚的光潔面，更不能把玻璃磚界面當(dāng)尺子畫界線。 (4)在實驗過程中，玻璃磚與白紙的相對位置不能改變。 (5)玻璃磚應(yīng)選用寬度較大的，宜在5 cm以上，若寬度太小，則測量誤差較大。 2．?dāng)?shù)據(jù)處理 方法一：此實驗是通過測入射角i和

10、折射角r，然后查數(shù)學(xué)用表，找出入射角和折射角的正弦值，再代入n＝中求玻璃的折射率。 方法二：根據(jù)折射定律可得n＝， 因此有sin r＝sin i。 在多次改變?nèi)肷浣?，測量相對應(yīng)的入射角和折射角，以sin i值為橫坐標(biāo)、以sin r值為縱坐標(biāo)，建立直角坐標(biāo)系，如圖4-1-4所示。描數(shù)據(jù)點，過數(shù)據(jù)點連線得一條過原點的直線。 求解圖線斜率，設(shè)斜率為k，則k＝，　 故玻璃磚折射率n＝。 圖4-1-4 方法三：在找到入射光線AO和折射光線OO′以后，以入射點O為圓心，以任意長為半徑畫圓，分別與AO交于C點，與OO′(或OO′的延長線)交于D點，過C、D兩點分別向NN′作垂線，交NN

11、′于C′、D′，用直尺量出CC′和DD′的長，如圖4-1-5所示。 由于sin i＝，sin r＝， 圖4-1-5 而＝，所以折射率：n1＝＝。 重復(fù)以上實驗，求得各次折射率的值，然后求其平均值即為玻璃磚折射率的測量值。 [學(xué)后自檢]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小試身手) 測定玻璃磚折射率的實驗如圖4-1-6所示，把玻璃磚放在白紙上之前應(yīng)在紙上先畫好圖上的三條直線，它們分別是________、________、________，最后按正確的要求插上大頭針P3、P4，由P3、P4的位置決定了光線________的方位，從而確定了折射光線________的方向。 圖4-

12、1-6 答案：aa′　NN′　AO　O′B　OO′ 對折射現(xiàn)象的解釋 [自讀教材·抓基礎(chǔ)] 1．光從水中射入空氣時，折射角大于入射角，所以水中的物體看起來都比實際的要淺。 2．一束白光射入三棱鏡時會發(fā)生色散現(xiàn)象，這是因為不同顏色的光在同一介質(zhì)中的傳播速度不同，折射率不同，其中紅光的傳播速度最大，折射率最小，經(jīng)三棱鏡后偏折程度最小，紫光的傳播速度最小，折射率最大，經(jīng)三棱鏡后偏折最明顯。 [跟隨名師·解疑難] 1．光的色散現(xiàn)象說明白光是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光組成的。 2．我們把射出棱鏡的光線與入射光線方向的夾角叫通過棱鏡的偏向角，如圖4-1-7所示。實驗表明，白光

13、色散時，紅光的偏向角最小，紫光的偏向角最大。這說明玻璃對不同色光的折射率是不同的，紫光的最大，紅光的最小。 圖4-1-7 3．由于介質(zhì)中的光速v＝，故在同種介質(zhì)中折射率大的光速小，各種色光在介質(zhì)中的光速依次為v紅＞v橙＞…＞v紫，即紅光的速度最大，紫光的速度最小。 4．白光經(jīng)過三棱鏡后，在光屏上呈現(xiàn)七色光帶；若從棱鏡的頂角向底邊看，由紅到紫依次排列，紫光最靠近底邊，光的色散實質(zhì)上是光的折射現(xiàn)象。 [學(xué)后自檢]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小試身手) 如圖4-1-8所示，一細(xì)束a光和一細(xì)束b光平行射到同一個三棱鏡上，經(jīng)折射后交于光屏上的同一個點M，若用n1和n2分別表示三棱鏡 對a

14、光和b光的折射率，用v1和v2分別表示a光和b光在三棱鏡中的光速，下列說法中正確的是(　　) 圖4-1-8 A．n1＞n2，v1＜v2　　　　　 　B．n1＜n2，v1＜v2 C．n1＜n2，v1＞v2 D．n1＞n2，v1＞v2 解析：選A　由圖可知，經(jīng)三棱鏡折射后，a光偏折比b光明顯，故n1＞n2，由v＝得，v1＜v2，故A正確。 折射率的計算 [典題例析] 1．一個儲油桶的底面直徑與高均為d。當(dāng)桶內(nèi)沒有油時，從點A恰能看到桶底邊緣的點B，如圖4-1-9甲所示。當(dāng)桶內(nèi)油的深度等于桶高的一半時，仍沿AB方向看去，恰好看到桶底上的點C，如圖乙所示，C、B兩點相距，

15、求： 圖4-1-9 (1)試在圖乙中畫出光路的示意圖。 (2)油的折射率。 (3)光在油中傳播的速度。 [思路點撥]　 (1)“恰好看到”表明人眼看到的是C點發(fā)出的光線經(jīng)界面折射后進(jìn)入人眼的邊界光線。 (2)v＝。 解析：(1)畫出的光路示意圖如圖所示。 (2)由題意和(1)中的光路圖可得sin r＝，sin i＝，由折射定律得油的折射率n＝＝≈1.58。 (3)光在油中傳播的速度v＝＝ m/s＝1.90×108 m/s。 答案：(1)見解析　(2)1.58　(3)1.90×108 m/s [探規(guī)尋律] 利用光路圖解決光的折射問題的方法 (1)根據(jù)題意畫

16、出正確的光路圖。首先要找到入射的界面，同時準(zhǔn)確地作出法線，再根據(jù)折射定律和入射光線畫出折射光線，找到入射角和折射角，要注意入射角、折射角是入射光線、折射光線與法線的夾角。 (2)利用幾何關(guān)系確定光路圖中的邊、角關(guān)系，與折射定律n＝中的各量準(zhǔn)確對應(yīng)。比如一定要確定出哪個角在分子上，哪個角在分母上。 (3)利用折射定律n＝、折射率與光速的關(guān)系n＝列方程，結(jié)合數(shù)學(xué)三角函數(shù)的關(guān)系進(jìn)行運算。 [跟蹤演練] 如圖4-1-10所示，一束單色光射入一玻璃球體，入射角為60°。已知光線在玻璃球內(nèi)經(jīng)一次反射后，再次折射到空氣中時與入射光線平行，求此玻璃的折射率。 圖4-1-10 解析：如圖所示為光

17、線在玻璃球內(nèi)的光路圖，A、C為折射點，B為反射點，畫OD平行于入射光線，故∠AOD＝∠COD＝60°，所以∠OAB＝30°，玻璃的折射率n＝＝。 答案： 折射中的色散問題 [典題例析] 2．(福建高考)一束由紅、紫兩色光組成的復(fù)色光，從空氣斜射向玻璃三棱鏡。下面四幅圖中能正確表示該復(fù)色光經(jīng)三棱鏡折射分離成兩束單色光的是(　　) 圖4-1-11 [思路點撥]　不同色光在同種介質(zhì)中的折射率不同，紅光的偏折最小，紫光的偏折最大。 解析：光射向三棱鏡經(jīng)兩次折射向底邊偏折，紫光折射率最大，向底邊偏折多，B對A、C、D錯。 答案：B [探規(guī)尋律] (1)記憶各單色光的頻率關(guān)

18、系、在同種介質(zhì)中的折射率大小關(guān)系和折射率的表達(dá)式是分析這類問題的關(guān)鍵。 (2)不要盲目記憶光通過三棱鏡后向底邊偏轉(zhuǎn)的結(jié)論，這個結(jié)論只是在三棱鏡內(nèi)物質(zhì)的折射率大于周圍環(huán)境的折射率時才是對的，否則，光線向相反方向偏轉(zhuǎn)。 [跟蹤演練] 如圖4-1-12所示，在水中有一厚度不計的薄玻璃片制成的中空三棱鏡，里面是空氣，一束光A從棱鏡的左邊射入，從棱鏡的右邊射出時發(fā)生了色散，射出的可見光分布在a點和b點之間，則(　　) 圖4-1-12 A．從a點射出的是紅光，從b點射出的是紫光 B．從a點射出的是紫光，從b點射出的是紅光 C．從a點和b點射出的都是紅光，從ab中點射出的是紫光 D．從a

19、點和b點射出的都是紫光，從ab中點射出的是紅光 解析：選B　 光從左邊界面入射后，發(fā)生折射現(xiàn)象，此時光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，由于水對紫光的折射率比對紅光的大，所以在入射角相同的情況下，折射角不同，紫光的折射角大于紅光，故a為紫光，b為紅光。 對測定介質(zhì)折射率的考查 [典題例析] 3．學(xué)校開展研究性學(xué)習(xí)，某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)根據(jù)所學(xué)的光學(xué)知識，設(shè)計了一個測量液體折射率的儀器，如圖4-1-13所示。在一個圓形木盤上過其圓心O作兩條相互垂直的直徑BC、EF，在半徑OA上垂直圓盤面插下兩枚大頭針P1、P2并保持P1、P2的位置不變，每次測量時，讓圓盤的BFC部分豎直浸入液體中，而且總使

20、得液面與直徑BC相平，EF為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2的像，并在圓周上插上大頭針P3，使P3正好擋住P1、P2的像。同學(xué)們通過計算，預(yù)先在圓周EC部分刻好了折射率的值。這樣只要根據(jù)P所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值。則： 圖4-1-13 (1)若∠AOF＝30°，OP3與OC的夾角為30°，則P3處所對應(yīng)的折射率的值為________。 (2)圖中P3、P4兩位置哪一處所對應(yīng)的折射率值大？____________________________。 (3)作AO的延長線交圓周于K，K處所對應(yīng)的折射率的值應(yīng)為____________________。 [思路

21、點撥]　 (1)在此題中∠AOF是入射角還是折射角？如何求介質(zhì)的折射率？ 提示：∠AOF是入射角，由于折射光線的可逆性，可以認(rèn)為是空氣中光線與法線夾角正弦值與介質(zhì)中光線與法線夾角正弦值的比值等于介質(zhì)的折射率。 (2)如何在圓周的EC部分預(yù)先測算并刻好折射率的值？ 提示：利用折射定律可得介質(zhì)的折射率等于P3或P4到EO距離與K到EO距離的比值。 解析：(1)根據(jù)光路的可逆性，令OP3與OE之間的夾角為入射角，i＝60°，r＝30°，則n＝＝＝。 (2)P4對應(yīng)的入射角大，折射角相同，所以對應(yīng)的折射率大。 (3)當(dāng)在K位置時，入射角與折射角相等，所以折射率等于1。 答案：(1)　(

22、2)P4　(3)1 [探規(guī)尋律] 折射定律的應(yīng)用技巧 (1)利用直尺圓規(guī)正確規(guī)范地作出光路圖是解決這類問題的前提和關(guān)鍵。 (2)利用光路的可逆性，研究從介質(zhì)射向空氣的光路時，可以看作是從空氣射向介質(zhì)。 (3)在折射現(xiàn)象中，介質(zhì)的折射率等于空氣中夾角正弦與介質(zhì)中夾角正弦比值，而不考慮入射角還是折射角。 [跟蹤演練] “測定玻璃的折射率”實驗中，在玻璃磚的一側(cè)豎直插兩個大頭針A、B，在另一側(cè)再豎直插兩個大頭針C、D。在插入第四個大頭針D時，要使它________。圖4-1-14是在白紙上留下的實驗痕跡，其中直線a、a′是描在紙上的玻璃磚的兩個邊。根據(jù)該圖可算得玻璃的折射率n＝____

23、____(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 圖4-1-14 解析：進(jìn)行測定玻璃折射率的實驗時，是利用插針法確定入射光與出射光的光路的。利用插大頭針A、B得到進(jìn)入玻璃的入射光線的光路，在另一側(cè)插一枚大頭針C使其擋住A、B的像，插入另一枚大頭針D使其擋住C及A、B的像，從而確定出射光路。根據(jù)入射點和出射點的連線確定玻璃中的折射光路，并作出法線，用量角器量出入射角i和折射角r，根據(jù)折射定律n＝確定玻璃的折射率。 答案：擋住C及A、B的像　1.8(1.6～1.9都算對) [課堂雙基落實] 1．若某一介質(zhì)的折射率較大，那么(　　) A．光由空氣射入該介質(zhì)時折射角較大 B．光由空氣射入該

24、介質(zhì)時折射角較小 C．光在該介質(zhì)中的速度較大 D．光在該介質(zhì)中的速度較小 解析：選D　由n＝可知，光由空氣射入介質(zhì)時的折射角r是由折射率n和入射角i共同決定的，所以A、B均錯；由n＝可知，介質(zhì)的折射率越大，光在該介質(zhì)中的速度越小，故C錯，D正確。 2．測定玻璃的折射率時，為了減小實驗誤差，下列分析錯誤的是(　　) A．玻璃磚的寬度宜大些 B．入射角應(yīng)盡量小些 C．大頭針應(yīng)垂直地插在紙面上 D．大頭針P1和P2及P3和P4之間的距離適當(dāng)大些 解析：選B　根據(jù)實驗的注意事項及誤差因素可知選項A、C、D正確；B項中的入射角應(yīng)盡量大些而不是小些，故B錯。 3．光在某種玻璃中的傳播速

25、度是×108 m/s，要使光由玻璃射入空氣時折射光線與反射光線成90°夾角，則入射角應(yīng)是(　　) A．30°　　　　　　　　　 　B．60° C．45° D．90° 解析：選A　依題意作出光路圖如圖所示。 折射角：θ2＝90°－θ1′＝90°－θ1 玻璃折射率：n＝＝＝ 由折射定律知：n sin θ1 ＝ sin θ2 ＝ sin(90°－θ1)＝cos θ1 即tan θ1 ＝＝，得θ1＝30°。 4.如圖4-1-15所示，半圓形玻璃磚的半徑R＝10 cm，折射率為n＝，直徑AB與屏幕MN垂直并接觸于A點。激光a以入射角θ1＝30°射入玻璃磚的圓心O，在屏幕MN上出現(xiàn)了兩

26、個光斑。求這兩個光斑之間的距離L。 圖4-1-15 解析：作出光路圖如圖所示。 據(jù)折射定律知＝ 所以sin θ2＝nsin θ1＝ θ2＝60° 由圖知L1＝Rtan 60°，L2＝Rtan 30° 所以L＝L1＋L2＝R(tan 60°＋tan 30°)≈0.23 m。 答案：0.23 m [課下綜合檢測] (時間：30分鐘　滿分：50分) 一、選擇題(共6小題，每小題5分，共30分，每小題只有一個選項正確) 1．如果光以同一入射角從真空射入不同介質(zhì)，則折射率越大的介質(zhì)(　　) A．折射角越大，表示這種介質(zhì)對光線的偏折作用越大 B．折射角越大，表示這種介質(zhì)

27、對光線的偏折作用越小 C．折射角越小，表示這種介質(zhì)對光線的偏折作用越大 D．折射角越小，表示這種介質(zhì)對光線的偏折作用越小 解析：選C　根據(jù)折射定律n＝，在入射角相同的情況下，折射角越小的介質(zhì)，其折射率越大，該介質(zhì)對光的偏折作用越大；反之，折射角越大的介質(zhì)，其折射率越小，該介質(zhì)對光的偏折作用越小，所以正確的選項應(yīng)該是C。 2．一束單色光經(jīng)由空氣射入玻璃，這束光的(　　) A．速度變慢，波長變短 B．速度不變，波長變短 C．頻率增高，波長變長 D．頻率不變，波長變長 解析：選A　光從空氣射入玻璃中，其頻率f不變；又由n＝c/v，推出速度v變?。辉儆蓈＝λf，推出λ變小。故選項A正

28、確。 3．在水中同一深度并排放著紅、藍(lán)、紫三種顏色的球，若在水面正上方俯視這三個球，感覺最淺的是(　　) A．紫色球　　　　　　　 　B．藍(lán)色球 C．紅色球 D．三個球同樣深 解析：選A　在視深公式h′＝h/n中，h′為看到的深度，h為實際深度，n為折射率，因為水對紫光的折射率最大，所以看到最淺的是紫色球。 4．“井底之蛙”這個成語常被用來諷刺沒有見識的人，現(xiàn)有井口大小和深度相同的兩口井，一口是枯井，一口是水井(水面在井口處)，兩井底都各有一只青蛙，則(　　) A．水井中青蛙看到井外的范圍比較大 B．水井中青蛙看到井外的范圍比較小 C．水井中青蛙與枯井中青蛙看到井外的范圍一

29、樣大 D．無法比較它們看到的范圍大小 解析：選A　由于折射的原因，光線在水中的折射角小于在空氣中的入射角，所以水中青蛙看到的范圍更大一些，A項正確。 5.實驗表明，可見光通過三棱鏡時各色光的折射率n隨波長λ的變化符合科西經(jīng)驗公式：n＝A＋＋，其中A、B、C是正的常量。太陽光進(jìn)入三棱鏡后發(fā)生色散的情形如圖1所示。則(　　) 圖1 A．屏上c處是紫光　　　　 　B．屏上d處是紅光 C．屏上b處是紫光 D．屏上a處是紅光 解析：選D　根據(jù)公式可知，波長越長三棱鏡對光的折射率越小，在各色光中，紅光的波長最長，折射率最小，折射程度最??；紫光的波長最短，折射率最大，折射程度最大，因此

30、D項正確。 6．(北京高考)以往，已知材料的折射率都為正值(n>0)?，F(xiàn)已有針對某些電磁波設(shè)計制作的人工材料，其折射率可以為負(fù)值(n<0)，稱為負(fù)折射率材料。位于空氣中的這類材料，入射角i與折射角r依然滿足＝n，但是折射線與入射線位于法線的同一側(cè)(此時折射角取負(fù)值)?，F(xiàn)空氣中有一上下表面平行的負(fù)折射率材料，一束電磁波從其上表面射入，下表面射出。若該材料對此電磁波的折射率n＝－1，正確反映電磁波穿過該材料的傳播路徑的示意圖是 (　　) 圖2 解析：選B　根據(jù)題述該材料的折射率n＝－1，由折射定律可知，入射角和折射角相等，且處于法線的同側(cè)，所以正確反映電磁波穿過該材

31、料的傳播路徑的示意圖是圖B。 二、非選擇題(共2小題，共20分) 7．(8分)某同學(xué)利用“插針法”測定玻璃的折射率，所用的玻璃磚兩面平行。正確操作后，做出的光路圖及測出的相關(guān)角度如圖3所示。 圖3 (1)此玻璃的折射率計算式為n＝______(用圖中的θ1、θ2表示)； (2)如果有幾塊寬度大小不同的平行玻璃磚可供選擇，為了減小誤差，應(yīng)選用寬度________(填“大”或“小”)的玻璃磚來測量。 解析：n＝＝＝，由實驗的注意事項可知應(yīng)選用寬度大的玻璃磚來測量，減小實驗誤差。 答案：(1)　(2)大 8．(12分)(江蘇高考)Morpho蝴蝶的翅膀在陽光的照射下呈現(xiàn)出閃亮耀眼的藍(lán)色光芒，這是因為光照射到翅膀的鱗片上發(fā)生了干涉。電子顯微鏡下鱗片結(jié)構(gòu)的示意圖如圖4所示。一束光以入射角i從a點入射，經(jīng)過折射和反射后從b點出射。設(shè)鱗片的折射率為n，厚度為d，兩片之間空氣層厚度為h。取光在空氣中的速度為c，求光從a到b所需的時間t。 圖4 解析：設(shè)光在鱗片中的折射角為γ， 由折射定律得sin i＝nsin γ 在鱗片中傳播的路程l1＝，傳播速度v＝，傳播時間t1＝ 解得t1＝ 同理，在空氣中的傳播時間t2＝ 則t＝t1＋t2＝＋ 答案：見解析 15