法中光线在哪个表面发生全反射。
【例 8】 如图所示，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。尾灯的原理如图所示，下面说法中正确的是 （ C ）
A.汽车灯光应从左面射过来在尾灯的左表面发生全反射
称为实像点；若被反射镜反射或被透射镜折射后光束仍是发散的，但这光束的反向延长线交
于一点，则该点称为虚像点．实像点构成的集合称为实像，实像可以用光屏接收，也可以用
肉眼直接观察；虚像不能用光屏接收，只能用肉眼观察．
2．光在同一种均匀介质中是沿直线传播的
注意前提条件：在同一种介质中，而且是均匀介质。否则，可能发生偏折。如光从空气
B.汽车灯光应从左面射过来在尾灯的右表面发生全反射
C.汽车灯光应从右面射过来在尾
灯的左
红
表面发生全反射
D.汽车灯光应从右面射过来在尾
灯的右
表面发生全反射
紫
3．光的折射和色散 一束白光经过三棱镜折射后形式色散，构成红橙黄绿
蓝靛紫的七条彩色光带，形成光谱。光谱的产生表明白光是由各种单色光组成的复色光，各 种单色光的偏转角度不同。
四、棱镜和玻璃砖对光路的作用
1．棱镜对光的偏折作用
一般所说的棱镜都是用光密介质制作的。入射光线经三棱镜两次折射
后，射出方向与入射方向相比，向底边偏折，虚像向顶角偏移。
【例 7】 如图所示，一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三
棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点 M，若用 n1 和 n2 分别表示三棱镜对红光和蓝光的折 射率，下列说法中正确的是
sin 1 sin 2
c v
1 sin C
(θ1 为入、折射角中的较大者，
C 为全反射时的临界角。)
④折射光路是可逆的。
⑤n＞1
⑥介质确定，n 确定。（空气 1.00028 水 n＝1.33 酒精 n＝1.6）（不以密度为标准）
⑦光密介质和光疏介质——（1）与密度不同(2)相对性 （3）n 大角小，n 小角大 2．全反射现象
平面镜看到的范围。图中画出了两条边缘光线。
P
Q
【例 4】如图所示，用作图法确定人在镜前通过平面
镜可看到 AB 完整像的范围。 解：先根据对称性作出 AB 的像 A/B/，分别作出 A 点、
B 点发出的光经平面镜反射后能射到的范围，再找到它们
的公共区域（交集）。就是能看到完整像的范围。
三、折射与全反射
到竖直墙之前，小球在点光源照射下的影子在墙上的运动是
A.匀速直线运动
B.自由落体运动
C.变加速直线运动
D.匀减速直线运动
解：小球抛出后做平抛运动，时间 t 后水平位移是 vt，竖直位移是 h= 1 gt2，根据相似 2
形知识可以由比例求得 x gl t t ，因此影子在墙上的运动是匀速运动。 2v
2、 现象
（1） 薄膜的反射光中看到了明暗相间的条
纹。条纹等宽
（2） 波长越大，条纹越宽
（3） 如果用复色光，出现彩色条纹
3、 原因——从前后表面反射回来的两列频率相同
的光波叠加，峰峰强、谷谷强、峰谷弱（ 阳光
下的肥皂泡、水面上的油膜、压紧的两块玻璃 ）
斜射入水中（不是同一种介质）；“海市蜃楼”现象（介质不均 匀）。
vt l
点评：光的直线传播是一个近似的规律。当障碍物或孔的
尺寸和波长可以比拟或者比波长小时，将发生明显的衍射现 象，光线将可能偏离原来的传播方向。
SA
hx
【例 1】如图所示，在 A 点有一个小球，紧靠小球的左方
有一个点光源 S。现将小球从 A 点正对着竖直墙平抛出去，打
α
解：⑴由 n=c/v 可得 v =2.1×108m/s
⑵由 n=sinα/sinr 可得光线从左端面射入后的折射
角为 30°，射到侧面时的入射角为 60°，大于临界角
45°，因此发生全反射，同理光线每次在侧面都将发生全反射，直到光线达到右端面。由三
角关系可以求出光线在光纤中通过的总路程为 s=2L/ 3 ，因此该激光在光导纤维中传输所 经历的时间是 t=s/v=2.7×10-8s。
【例 9】 透明材料做成一长方体形的光学器材，要求从上表面射入的光线可能从右侧
面射出，那么所选的材料的折射率应满足 B
A.折射率必须大于 2
B.折射率必须小于 2
C.折射率可取大于 1 的任意值 D.无论折射率是多大都不可能
θ1 θ2
解：从图中可以看出，为使上表面射入的光线经两次折射后从右侧
面射出，θ1 和θ2 都必须小于临界角 C，即θ1<C，θ2<C，而θ1+θ2=90°， 故 C>45°，n=1/sinC< 2 ，选 B 答案。
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第二单元 光的本性 物理光学
微粒说（牛顿） 波动说（惠更斯）
光的本性学说发展史 电磁说（麦克斯韦） 光子说（爱因斯坦）
物理光学
光的波粒二象说 光的干涉
波动性
光的波粒二象性
光的衍射
粒子性――光电效应
一、粒子说和波动说 1、 微粒说——（牛顿）认为个光是粒子流，从光源出发，在均匀介质中遵循力学规律做 匀速直线运动。 成功——直线传播（匀速直线运动）、反射（经典粒子打在界面上） 困难——干涉，衍射（波的特性），折射（粒子受到界面的吸引和排斥：折射角、
次小于临界角，所以才第一次有光线从棱镜射出。
3．光导纤维，海市蜃楼和内窥镜
全反射的一个重要应用就是用于光导纤维（简称光纤）。光纤有内、外两层材料，其中
内层是光密介质，外层是光疏介质。光在光纤中传播时，每次射到内、外两层材料的界面，
都要求入射角大于临界角，从而发生全反射。这样使从一个端面入射的光，经过多次全反射
二、光的双缝干涉——证明光是一种波
1、 实验
1801 年，（英）托马斯·杨
单色光 单孔屏
双孔屏
接收屏
2、现象 （1） 接收屏上看到明暗相间的等宽等距条纹。中央亮条纹 （2） 波长越大，条纹越宽 （3） 如果用复色光（白），出现彩色条纹。中央复色（白）原因：相干光源在屏 上叠加（加强或减弱）
3、 小孔的作用：产生同频率的光 双孔的作用：产生相干光源（频率相同，步调一致，两小孔出来的光是完全相同的。）
知识网络：
第十三章 光学
光的传播
光在同种均匀介质中
光在两种介质的界面上
光的直线传播
光的反射
光的折射
小
本影 日食 镜
漫 全反射 棱镜 透镜
孔
面
反
应用
成
反
射
像
半影 月食 射
放大镜 照相机 幻灯机
第一单元 光的传播 几何光学
一、光的直线传播
1、几个概念
①光源：能够发光的物体
②点光源：忽略发光体的大小和形状，保留它的发光性。（力学中的质点，理想化）
（1）现象：光从光密介质进入到光速介质中时，随着入射角的增加，折射光线远离法
线，强度越来越弱，但是反射光线在远离法线的同时强度越来越强，当折射角达到 90 度时，
折射光线认为全部消失，只剩下反射光线——全反射。
（2）条件：①光从光密介质射向光疏介质；② 入射角达到临界角，即1 C
（3）临界角: 折射角为 900（发生全发射）时对应的入射角, sin C 1 n
纹间的距离为Δx。下列说法中正确的有 （ C ）
A.如果增大单缝到双缝间的距离，Δx 将增大
B.如果增大双缝之间的距离，Δx 将增大
C.如果增大双缝到光屏之间的距离，Δx 将增大
D.如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，Δx 将增大
三、薄膜干涉——光是一种波
1、 实验酒精中撒钠盐，火焰发出单色的黄光
【例 2】某人身高 1.8 m，沿一直线以 2 m/s 的速度前进，其正前方离地面 5 m 高处有
一盏路灯，试求人的影子在水平地面上的移动速度。
解析：如图所示，设人在时间 t 内由开始位置运动到 G 位置，人头部的影子由 D 点运动
到 C 点。
三角形 ABC∽FGC，有 CF FG
FA AB FG
不能一视同仁），光线交叉 2、波动说——（荷兰）惠更斯、（法）菲涅尔，光在“以太”中以某种振动向外传播
成功——反射、折射、 干涉、衍射 困难——光电效应、康普顿效应、偏振
19 世纪以前，微粒说一直占上风 （1） 人们习惯用经典的机械波的理论去理解光的本性。 （2） 牛顿的威望 （3） 波动理论本身不够完善 （以太、惠更斯无法科学的给出周期和波长的概念） 3、光的电磁说——（英）麦克斯韦，光是一种电磁波 4、光电效应——证明光具有粒子性
A 通过平面镜所能看到的范围和在 A 点放一个点光源，该点光源发出的光经平面镜反射后照
亮的范围是完全相同的。）
5．利用边缘光线作图确定范围 【例 3】 如图所示，画出人眼在 S 处通过平面镜可看到障碍 S /
物后地面的范围。
M
解：先根据对称性作出人眼的像点 S /，再根据光路可逆，设
想 S 处有一个点光源，它能通过平面镜照亮的范围就是人眼能通过 S
【例 5】 直角三棱镜的顶角α=15°， 棱镜
材料的折射率 n=1.5，一细束单色光如图所示垂
A
直于左侧面射入，试用作图法求出该入射光第一
C
次从棱镜中射出的光线。 解：由 n=1.5 知临界角大于 30°小于 45°，
边画边算可知该光线在射到 A、B、C、D 各点时
α
BD
的入射角依次是 75°、60°、45°、30°，因此在 A、B、C 均发生全反射，到 D 点入射角才第一
1．折射定律 (荷兰 斯涅尔)
光射到两种介质的界面上后从第一种介质进入第二种