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第1节　光的折射
题组一　光的折射定律
1.在图中虚线表示两种介质的界面及法线，实线表示一条光线斜射向界面后发生反射与折射的光线，以下说法正确的是（　　）
A.M'N'是法线，MN是界面
B.MN是法线，M'N'是界面
C.aO是入射光线、Ob是折射光线、cO是反射光线
D.aO是折射光线、Ob是反射光线、cO是入射光线
题组二　折射率
2.〔多选〕光从某种介质中射入空气中，入射角i从零开始增大时，折射角r也随之增大，下列说法正确的是（　　）
A.比值不变
B.比值不变
C.比值是一个大于1的常数
D.比值是一个小于1的常数
3.〔多选〕如图所示，一单色光由介质Ⅰ射入介质Ⅱ，在界面MN上发生偏折。下列说法正确的是（　　）
A.该光在介质Ⅰ中传播的速度大
B.该光在介质Ⅱ中传播的速度大
C.该光在介质Ⅰ中和介质Ⅱ中传播的速度之比为∶1
D.该光在介质Ⅱ中和介质Ⅰ中传播的速度之比为∶1
4.（2025·山东滨州高二上期末）如图，容器中盛有某种液体，PM为液面，从容器底部A点发出单色光，射到液面上的O点，折射后照到器壁上的B点。已知PA＝L，OP＝L，OM＝3L，液体的折射率为，则B点到液面的距离d（　　）
A.2L B.3L
C.4L D.5L
5.现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成。夜间行车时，它能把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目。这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的，反光膜内均匀分布着一层直径为10 μm的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射—反射—折射后恰好和入射光线平行，如图所示，那么第一次入射的入射角应是（　　）
A.15° B.30°
C.45° D.60°
6.如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气。当折射角i'和入射角i相等时，折射光线相对于入射光线偏转的角度为θ。已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率表达式为（　　）
A. B.
C. D.
7.如图所示，玻璃三棱镜ABC的顶角A为30°，一束光线垂直于AB面射入棱镜，从AC面射出进入空气，测得出射光线与入射光线的夹角为30°，则棱镜的折射率为（　　）
A. B.
C. D.
题组三　光的色散
8.直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空气射入玻璃球的光路如图所示。a、b光相比（　　）
A.玻璃对a光的折射程度较大
B.第一次折射时，a光的折射角比b光的折射角小
C.b光在玻璃中的传播速度较小
D.b光在玻璃中的传播时间较短
9.如图所示，一束黄光和一束蓝光，从O点以相同角度沿PO方向射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别从M、N两点射出，已知α＝45°，β＝60°，光速c＝3×108 m/s，则下列说法正确的是（　　）
A.两束光穿过玻璃柱体所需时间相同
B.PM是蓝光，PN是黄光
C.玻璃对PM光束的折射率为
D.PM光束在该玻璃中传播的速度为×108 m/s
10.如图所示，边长为L的正方体透明介质放在水平面上，在水平面上离AB面距离为L的P点有一个光源，向透明介质的左侧AB面射出一束光，当此光线与水平面夹角为53°时，在AB面的折射光线刚好照射到C点，则该透明介质对光的折射率为（　　）
（sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6）
A. 　 B.
C. 　 D.
11.（2025·福建福州高二下期末）如图所示为某手机防窥膜的原理简化图，在透明介质中等距排列有相互平行的吸光屏障，屏障的高度与防窥膜厚度相等、方向与屏幕垂直。从手机屏幕上相邻两吸光屏障中点O发出的光线经透明介质由吸光屏障边缘射入空气，在空气中的出射角θ称为可视角度，可视角度越小防窥效果越好，则下列做法中能提高防窥效果的是（　　）
A.增大手机屏幕亮度
B.减小相邻两吸光屏障间距
C.减小防窥膜的厚度
D.增大透明介质的折射率
12.汽车氙气大灯（前照灯）通常需要透镜（近似看作半球形玻璃砖）才能达到更好的照明效果，保证行车安全，图甲为该系统工作的原理图。图乙是透镜调节光线的原理图，图中MN为透镜的竖直直径，透镜的半径为R。一束单色光的入射点P与球心O的距离为l＝R，入射光线与MN的夹角为θ＝37°，已知透镜对该入射光的折射率为n＝1.6，透镜距地面的距离为h（可认为远大于透镜半径）。已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求近光灯照射的距离L。
第1节　光的折射
1.B　根据题图有aO和bO关于MN对称，则MN是法线，M'N'是界面，aO是入射光线、Ob是反射光线、Oc是折射光线，故选项A、C、D错误，B正确。
2.BD　根据折射定律，光由一种介质进入另一种介质中，＝常数，可知B正确；由光路的可逆性知＝n，且n＞1，故＝＜1，D正确。
3.BD　由题图知该光在介质Ⅱ中的折射角较大，则介质Ⅰ的折射率大于介质Ⅱ的折射率，根据折射率与光速的关系可知光在介质Ⅱ中传播的速度大；介质Ⅰ相对介质Ⅱ的折射率为n＝＝，则该光在介质Ⅱ中和介质Ⅰ中传播的速度之比为∶1。选项B、D正确。
4.B　如图所示，设光线从A射向O点入射角为θ1，折射角为θ2，则根据几何关系有sin θ1＝，sin θ2＝，又n＝，得d＝3L。故选B。
5.D　光路图如图所示，设入射角为θ，折射角为α，则θ＝2α，由n＝＝，得cos α＝＝，α＝30°，所以θ＝60°，故选项D正确。
6.A　当折射角i'和入射角i相等时，由几何知识，作角A的角平分线，角平分线过入射光线的延长线和出射光线的反向延长线的交点、两法线的交点，如图所示。
可知∠1＝∠2＝，∠4＝∠3＝，而i＝∠1＋∠4＝＋，则折射率n＝＝，故A正确。
7.C　如图所示，∠A＝30°，则入射角∠MON＝30°，由题意知折射角∠EOG＝60°，故折射率n＝＝，C正确。
8.C　由图可知，光线通过玻璃球后，b光的偏折角大，则玻璃对b光的折射率较大，对a光的折射率较小，故A错误；由图可知，第一次折射时，a光的折射角比b光的折射角大，故B错误；因为b光的折射率较大，根据v＝知，b光在玻璃中的传播速度较小，故C正确；b光在玻璃中通过的路程较大，传播速度较小，则b光在玻璃中的传播时间较长，故D错误。
9.C　由图可知，从M点射出的光的折射率较小，从N点射出的光的折射率较大，根据折射率与光速的关系可知，从M点射出的光的速度较大。两束光穿过玻璃柱体的路程相等，速度不同，所需时间不相同，选项A错误；根据蓝光折射率大于黄光可知，PM是黄光，PN是蓝光，选项B错误；由折射定律可知，玻璃对PM光束的折射率为n＝＝，选项C正确；PM光束在该玻璃中传播的速度为v＝＝×108 m/s，选项D错误。
10.C　根据题意画出光路图，如图所示，设光在AB面的入射点为E，由题意可知入射角i＝53°，根据几何关系可知AE＝PA·tan 53°＝L，故BE＝L，设折射角为r，根据几何关系有sin r＝＝，因此折射率n＝＝，故选C。
11.B　增大手机屏幕亮度，不能减小可视角度，不能提高防窥效果，故A错误；设屏障的高度与防窥膜厚度均为x，相邻屏障的间距为L，如图所示，
根据折射定律可得n＝，根据图中几何关系可得sin i＝，联立整理得n＝·sin θ，可知当减小相邻两吸光屏障间距L时，因为折射率不变，则可视角度减小，能提高防窥效果；当减小防窥膜的厚度x时，因为折射率不变，则可视角度增大，不能提高防窥效果；当增大透明介质的折射率，因为相邻两吸光屏障间距L和防窥膜的厚度x不变，则可视角度增大，不能提高防窥效果，故B正确，C、D错误。
12.h
解析：作出光路图如图所示，由题意可得n＝，
则r＝30°，
由正弦定理可得
＝，则α＝30°，
又n＝，则β＝53°，
由几何关系知γ＝30°，
则有L＝h·tan（β＋γ）＝h。
4 / 4第1节　光的折射
素养目标
1.知道光的折射现象，理解光的折射定律并能用来解答有关问题。2.理解折射率的物理意义，掌握折射率与光速的关系。3.了解光的色散现象及应用。
知识点一｜探究折射角与入射角的关系
1.光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，　　　 　会改变，这种现象叫光的折射。
2.探究折射角与入射角的关系
（1）“两角”概念：（如图所示）
①入射角：　　　　　　　与法线间的夹角，一般用i表示。
②折射角：　　　　　　　与法线间的夹角，一般用r表示。
（2）实验结论：当入射角增大时，折射角也　　　　。
知识点二｜光的折射定律（斯涅耳定律）
1.内容：入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数。
2.表达式：　　　　　＝n。
3.折射率：物理学中，把光从　　　斜射入某种介质发生折射时，入射角i的正弦与折射角r的正弦的比值n，称为这种介质的折射率，也称绝对折射率。
4.光路可逆性：在光的折射现象中，光路是　　　　的。
知识点三｜折射率
1.物理意义：反映介质　　　　　的一个物理量，它反映了光从空气斜射入介质（或从介质斜射入空气）时　　　的程度。折射率越大，介质使光偏离原来传播方向的程度就越大。
2.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＝。
3.色散现象
（1）原因：不同颜色的光在同一种介质中的传播速度不相同，　　　　也不相同。在同一种介质中，红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光，红光的传播速度最大，折射率　　　；紫光的传播速度　　　，折射率最大。
（2）现象：当一束白光射入三棱镜时，由于白光中的不同色光的　　　　　不同，偏折程度就不同，紫光偏折程度　　　，红光偏折程度　　　，经三棱镜折射后，会出现色散现象。
【情境思辨】
　如图甲所示，我们从水面上会看到水中的筷子向上“弯折”了，对应的光路如图乙所示。
（1）这是光的折射现象。（　　）
（2）人的眼睛是逆着射入眼睛的光线方向，通过至少两条光线的交点才能确定物体的位置。（　　）
（3）人的眼睛看到的是水面下筷子自身。（　　）
（4）光线从水中射入空气中时折射角小于入射角。（　　）
要点一　光的折射定律
【探究】
我们早上看到冉冉升起太阳，预示着美好一天的开始。其实我们看到太阳刚刚露出地平线时，太阳的实际位置还在地平线以下，如图所示。请思考：
（1）这是什么现象？
（2）发生这种现象的原因是什么？
【归纳】
1.对光的折射定律的理解
（1）“共面性”：“折射光线与入射光线、法线在同一平面内”，这句话大体上说明了三线的空间位置，折射光线在入射光线与法线决定的平面内，即三线共面。
（2）“两侧性”：“折射光线与入射光线分居在法线两侧”，这句话把折射光线的位置又做了进一步的确定。
（3）“正比性”：“入射角的正弦与折射角的正弦成正比”，即＝n，折射角r随入射角i的变化而变化，入射角i的正弦与折射角r的正弦之比是定值，当入射光线的位置、方向确定下来时，折射光线的位置、方向就确定了。
2.入射角与折射角的大小判断
（1）当光从折射率较小的介质斜射入折射率较大的介质时，入射角大于折射角；
（2）当光从折射率较大的介质斜射入折射率较小的介质时，入射角小于折射角。
【典例1】　如果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（　　）
A.折射角越大，表示这种介质对光的偏折作用越大
B.折射角越大，表示这种介质对光的偏折作用越小
C.折射角越小，表示这种介质对光的偏折作用越大
D.折射角越小，表示这种介质对光的偏折作用越小
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.一条光线从空气射入折射率为的介质中，入射角为45°。入射光中一部分被反射，另一部分被折射，如图所示。则反射光线和折射光线的夹角为（　　）
A.75°　　 B.90° C.105°　　 D.120°
2.（2025·福建莆田期末）湄洲岛旅游度假区是我国著名5A景区，众多游客在岛上观日出。游客看到的太阳位置比实际位置　　　　（填“高”或“低”），这是太阳光经过大气层发生　　　　（填“折射”或“干涉”）现象；若没有大气层，游客将更　　　　（填“早”或“迟”）看到日出。
要点二　折射率
1.折射率n是反映介质光学性质的物理量，它的大小由介质本身及入射光的频率决定，与入射角、折射角的大小无关。
2.折射率公式n＝中的i、r必须是光从真空斜射入其他介质时的入射角和折射角。
特别提醒
　　当光由某种介质斜射入真空（或空气）时，计算折射率n时必须用“折射角的正弦与入射角的正弦之比表示”。
3.由于光在真空中的传播速度c大于光在任何其他介质中的传播速度v，根据公式n＝可知任何介质的折射率都大于1。
【典例2】　一个圆柱形筒，如图所示，直径d＝12 cm，高H＝16 cm，人眼在筒右侧上方某处观察，看到筒左侧的深度为h＝9 cm，当筒中装满某种液体时，则恰能看到筒左侧的最低点。求：
（1）此液体的折射率；
（2）光在此液体中的传播速度。
尝试解答
1.为了从室内观察室外情况，某同学设计了一个“猫眼”装置，即在门上开一个小孔，在孔内安装一块与门厚度相同的圆柱形玻璃体，厚度L＝2 cm，直径D＝2.00 cm，如图所示（俯视图）。室内的人通过该玻璃体能看到室外的角度范围为120°。求该玻璃的折射率。
2.将自然光引入室内进行照明是一种新型的绿色能源技术。某科技兴趣小组设计了一种接收太阳光的实验装置，如图为过装置中心轴线的截面，上部的集光球是半径为R的某种均匀透明材料的半球体，下部为导光管，两部分的交界面是PQ。若只有PQ上方高度h＝R 范围以内的光束平行于PQ射入后，能直接通过PQ面进入导光管（不考虑集光球内表面的反射），求该材料的折射率。
要点三　光的色散
【探究】
如图所示，夏天雨过天晴时，常在天空出现彩虹，呈现出美丽的彩色光带。请思考：
雨后彩虹是什么现象，本质属于光的什么现象？
【归纳】
1.光的色散现象：一束白光通过三棱镜后在屏上会形成彩色光带。
2.成因：棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，红光通过棱镜后的偏折程度最小，对紫光的折射率最大，紫光通过棱镜后的偏折程度最大，从而产生色散现象。
3.各种色光的比较分析
　　　　　　颜色 物理量 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫
频率ν 低→高
同一介质中的折射率 小→大
同一介质中的速度 大→小
同一介质中的波长 大→小
通过同一棱镜的偏折角 小→大
【典例3】　〔多选〕如图所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的a、b间形成一条彩色光带。下列说法中正确的是（　　）
A.a侧是红光，b侧是紫光
B.在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长
C.三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率
D.在三棱镜中a侧光的速率比b侧光小
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.一束由红、紫两色组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜。下面选项图能正确表示该复色光经三棱镜分离成两束单色光的是（　　）
2.〔多选〕（2025·福建宁德高二下阶段练习）一束红紫混合光以θ（θ＜45°）角射入玻璃砖，a、b光从玻璃砖的上方到下方用时分别为ta、tb，则（　　）
A.a为红光
B.ta＞tb
C.a为紫光
D.a光在玻璃砖中的传播速度更大
要点回眸
1.如图所示的四种情境中，属于光的折射的是（　　）
2.下面是某单色光由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气的光路图。点O是半圆形玻璃砖的圆心。可能正确的光路图是（　　）
3.如图所示的是两个并排而且深度相同的水池，一个装水，另一个未装水，在两池的中央各竖立着一只长度相同而且比池深略高的标杆。当阳光斜照时就会在池底形成杆的影子，下列说法正确的是（　　）
A.装水的池中标杆影子较长
B.未装水的池中标杆影子较长
C.两池中标杆影子长度相同
D.装水的池中标杆没有影子
4.（2024·福建高考10题）镀有反射膜的三棱镜常用在激光器中进行波长的选择。如图，一束复色光以一定入射角i（i≠0）进入棱镜后，不同颜色的光以不同角度折射，只有折射后垂直入射到反射膜的光才能原路返回形成激光输出。若复色光含蓝、绿光，已知棱镜对蓝光的折射率大于绿光，则蓝光在棱镜中的折射角　　　　（填“大于”“等于”或“小于”）绿光的折射角；若激光器输出的是蓝光，当要调为绿光输出时，需将棱镜以过入射点O且垂直纸面的轴　　　　（填“顺时针”或“逆时针”）转动一小角度。
第1节　光的折射
【基础知识落实】
知识点一
1.传播方向　2.（1）①入射光线　②折射光线　（2）增大
知识点二
2.　3.真空　4.可逆
知识点三
1.光学性质　偏折　
2.真空　
3.（1）折射率　最小　最小　（2）折射率　最大　最小
情境思辨
（1）√　（2）√　（3）×　（4）×
【核心要点突破】
要点一
知识精研
【探究】　提示：（1）这是光的折射现象。
（2）太阳光进入大气层发生折射，使传播方向向下偏折，使人看到的“太阳”的像的位置比实际位置偏高。
【典例1】　C　根据折射定律n＝，当光以同一入射角从真空向不同介质入射时，sin θ1一定，n越大，sin θ2就越小，θ2越小，说明光偏离原来传播方向的角度就越大，则介质对光的偏折作用越大，故C正确。
素养训练
1.C　根据折射定律n＝得sin θ2＝＝＝0.5，则得折射角θ2＝30°。由反射定律知，反射角θ＝45°，由几何知识可得反射光线与折射光线的夹角α＝180°－θ2－θ＝105°，故选C。
2.高　折射　迟　
解析：因为太阳光经过大气层发生折射，所以游客看到的太阳位置比实际位置高，若没有大气层，游客将更迟看到日出。
要点二
【典例2】　（1）　（2）2.25×108 m/s
解析：（1）由题图可知sin i＝，sin r＝，所以折射率n＝＝＝＝。
（2）光在此液体中的传播速度v＝＝ m/s＝2.25×108 m/s。
素养训练
1.
解析：如图所示，入射角i＝60°
设折射角设为r，
由tan r＝，得r＝30°
根据折射定律n＝，
得n＝＝。
2.
解析：由于不考虑集光球内表面的反射，所以最上面的一束光线的光路图如图所示，由几何关系可知sin i＝＝，解得i＝60°，折射角r＝＝30°，根据折射定律可知，该材料的折射率n＝＝。
要点三
知识精研
【探究】　提示：光的色散现象，光的折射现象。
【典例3】　BCD　由题图可以看出，a侧光偏折得较厉害，三棱镜对a侧光的折射率较大，所以a侧光是紫光，波长较短，b侧光是红光，波长较长，A错误，B、C正确；又v＝，所以三棱镜中a侧光的传播速率小于b侧光的传播速率，D正确。
素养训练
1.B　复色光在第一个界面折射就分成两束光，且紫光由于折射率较大，偏折较大，所以能正确表示该复色光经三棱镜分离成两束单色光的是选项B。
2.BC　设折射角为r，根据折射定律可得n＝，由图可知，a光的折射角小于b光的折射角，则玻璃砖对a光的折射率大于玻璃砖对b光的折射率，a光的频率大于b光的频率，a为紫光，b为红光，选项C正确，A错误；根据v＝可知，a光在玻璃砖中的传播速度更小，选项D错误；设玻璃砖的厚度为d，则光在玻璃砖中传播的距离为s＝，v＝＝，光在玻璃砖中的传播时间为t＝＝＝，由于θ＜45°，则有2r＜90°，由于a光的折射角小于b光的折射角，则有ta＞tb，选项B正确。
【教学效果检测】
1.B　A项属于光沿直线传播；B项属于光的折射；C项属于光沿直线传播；D项属于光的反射。故B正确。
2.D　当光由空气斜射进入半圆形玻璃砖时，折射角应小于入射角，故A、B不可能；光由半圆形玻璃砖斜射进入空气时，光线的方向一定发生改变，故C不可能；当光由半圆形玻璃砖斜射入空气时，当入射角较小时，光线能进入空气，且折射角大于入射角，故D可能正确。
3.B　未装水时，光沿直线传播从杆顶照射到池底的P点，而装水时，光沿直线传播从杆顶照射到水面时发生折射，由于折射角较小，故照射到池底的Q点，如图所示，可知未装水的池中标杆影子较长，故选B。
4.小于　逆时针　
解析：由于透镜对蓝光折射率大于绿光，根据n＝可得，入射角相同，透镜中蓝光折射角小于绿光折射角。此时输出激光为蓝光，要变为绿光，即由蓝光的折射光线垂直入射到反射膜改为绿光的折射光线垂直入射到反射膜，根据n＝，需要减小入射角i，由于入射光线不动，应逆时针方向转动棱镜。
5 / 6(共66张PPT)
第1节　光的折射
1.知道光的折射现象，理解光的折射定律并能用来解答有关问题。2.理解折射率的物理意义，掌握折射率与光速的关系。3.了解光的色散现象及应用。
素养目标
01
基础知识落实
02
核心要点突破
03
教学效果检测
04
课时作业
目 录
01
PART
基础知识落实
知识点一｜探究折射角与入射角的关系
1. 光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时， 会改变，
这种现象叫光的折射。
传播方向　
2. 探究折射角与入射角的关系
（1）“两角”概念：（如图所示）
①入射角： 与法线间的夹角，一般用i表示。
②折射角： 与法线间的夹角，一般用r表示。
入射光线　
折射光线　
（2）实验结论：当入射角增大时，折射角也 。
增大　
知识点二｜光的折射定律（斯涅耳定律）
1. 内容：入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数。

3. 折射率：物理学中，把光从 斜射入某种介质发生折射时，入射
角i的正弦与折射角r的正弦的比值n，称为这种介质的折射率，也称绝对折
射率。
4. 光路可逆性：在光的折射现象中，光路是 的。
　
真空　
可逆　
知识点三｜折射率
1. 物理意义：反映介质 的一个物理量，它反映了光从空气斜
射入介质（或从介质斜射入空气）时 的程度。折射率越大，介质
使光偏离原来传播方向的程度就越大。
2. 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＝。
光学性质　
偏折　
真空　
（1）原因：不同颜色的光在同一种介质中的传播速度不相同，
也不相同。在同一种介质中，红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等色光，
红光的传播速度最大，折射率 ；紫光的传播速度 ，折射
率最大。
（2）现象：当一束白光射入三棱镜时，由于白光中的不同色光的
不同，偏折程度就不同，紫光偏折程度 ，红光偏折程度
，经三棱镜折射后，会出现色散现象。
折射
率　
最小　
最小　
折射
率　
最大　
最
小　
3. 色散现象
【情境思辨】
　如图甲所示，我们从水面上会看到水中的筷子向上“弯折”了，对应的
光路如图乙所示。
（1）这是光的折射现象。 （　√　）
（2）人的眼睛是逆着射入眼睛的光线方向，通过至少两条光线的交点才
能确定物体的位置。 （　√　）
（3）人的眼睛看到的是水面下筷子自身。 （　×　）
（4）光线从水中射入空气中时折射角小于入射角。 （　×　）
√
√
×
×
02
PART
核心要点突破
要点一　光的折射定律
【探究】
我们早上看到冉冉升起太阳，预示着美好一天的开始。其实我们看到
太阳刚刚露出地平线时，太阳的实际位置还在地平线以下，如图所
示。请思考：
（1）这是什么现象？
提示：这是光的折射现象。
（2）发生这种现象的原因是什么？
提示：太阳光进入大气层发生折射，使传播方向向下偏折，使人看到的
“太阳”的像的位置比实际位置偏高。
【归纳】
1. 对光的折射定律的理解
（1）“共面性”：“折射光线与入射光线、法线在同一平面内”，这句
话大体上说明了三线的空间位置，折射光线在入射光线与法线决定的平面
内，即三线共面。
（2）“两侧性”：“折射光线与入射光线分居在法线两侧”，这句话把
折射光线的位置又做了进一步的确定。
（3）“正比性”：“入射角的正弦与折射角的正弦成正比”，即＝
n，折射角r随入射角i的变化而变化，入射角i的正弦与折射角r的正弦之比
是定值，当入射光线的位置、方向确定下来时，折射光线的位置、方向就
确定了。
2. 入射角与折射角的大小判断
（1）当光从折射率较小的介质斜射入折射率较大的介质时，入射角大于
折射角；
（2）当光从折射率较大的介质斜射入折射率较小的介质时，入射角小于
折射角。
【典例1】　如果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（　　）
A. 折射角越大，表示这种介质对光的偏折作用越大
B. 折射角越大，表示这种介质对光的偏折作用越小
C. 折射角越小，表示这种介质对光的偏折作用越大
D. 折射角越小，表示这种介质对光的偏折作用越小
解析：根据折射定律n＝，当光以同一入射角从真空向不同介质入射
时，sin θ1一定，n越大，sin θ2就越小，θ2越小，说明光偏离原来传播方向
的角度就越大，则介质对光的偏折作用越大，故C正确。
√
1. 一条光线从空气射入折射率为的介质中，入射角为45°。入射光中一部分被反射，另一部分被折射，如图所示。则反射光线和折射光线的夹角为（　　）
A. 75° B. 90°
C. 105° D. 120°
√
解析：　根据折射定律n＝得sin θ2＝＝＝0.5，则得折射
角θ2＝30°。由反射定律知，反射角θ＝45°，由几何知识可得反射光线与
折射光线的夹角α＝180°－θ2－θ＝105°，故选C。
2. （2025·福建莆田期末）湄洲岛旅游度假区是我国著名5A景区，众多游
客在岛上观日出。游客看到的太阳位置比实际位置 （填“高”或
“低”），这是太阳光经过大气层发生 （填“折射”或“干
涉”）现象；若没有大气层，游客将更 （填“早”或“迟”）看到
日出。
解析：因为太阳光经过大气层发生折射，所以游客看到的太阳位置比实际
位置高，若没有大气层，游客将更迟看到日出。
高
折射
迟
要点二　折射率
1. 折射率n是反映介质光学性质的物理量，它的大小由介质本身及入射光
的频率决定，与入射角、折射角的大小无关。
2. 折射率公式n＝中的i、r必须是光从真空斜射入其他介质时的入射角
和折射角。
特别提醒
　　当光由某种介质斜射入真空（或空气）时，计算折射率n时必须用
“折射角的正弦与入射角的正弦之比表示”。
3. 由于光在真空中的传播速度c大于光在任何其他介质中的传播速度v，根
据公式n＝可知任何介质的折射率都大于1。
【典例2】　一个圆柱形筒，如图所示，直径d＝12 cm，高H＝16 cm，人
眼在筒右侧上方某处观察，看到筒左侧的深度为h＝9 cm，当筒中装满某
种液体时，则恰能看到筒左侧的最低点。求：
（1）此液体的折射率；
答案：　
解析：由题图可知sin i＝，sin r＝，所以折射率n＝＝
＝＝。
（2）光在此液体中的传播速度。
答案： 2.25×108 m/s
解析：光在此液体中的传播速度v＝＝ m/s＝2.25×108 m/s。
1. 为了从室内观察室外情况，某同学设计了一个“猫眼”装置，即在门上
开一个小孔，在孔内安装一块与门厚度相同的圆柱形玻璃体，厚度L＝2
cm，直径D＝2.00 cm，如图所示（俯视图）。室内的人通过该玻璃体能看
到室外的角度范围为120°。求该玻璃的折射率。
答案：
解析：如图所示
入射角i＝60°
设折射角设为r，
由tan r＝，得r＝30°
根据折射定律n＝，
得n＝＝。
2. 将自然光引入室内进行照明是一种新型的绿色能源技术。某科技兴趣小
组设计了一种接收太阳光的实验装置，如图为过装置中心轴线的截面，上
部的集光球是半径为R的某种均匀透明材料的半球体，下部为导光管，两
部分的交界面是PQ。若只有PQ上方高度h＝R 范围以内的光束平行于PQ
射入后，能直接通过PQ面进入导光管（不考虑集光球内表面的反射），求
该材料的折射率。
答案：
解析：由于不考虑集光球内表面的反射，所以最上面的一束光线的光路图如图所示，由几何关系可知sin i＝＝，解得i＝60°，折射角r＝＝
30°，根据折射定律可知，该材料的折射率n＝＝。
要点三　光的色散
【探究】　如图所示，夏天雨过天晴时，常在天空出现彩虹，呈现出美丽
的彩色光带。请思考：
雨后彩虹是什么现象，本质属于光的什么现象？
提示：光的色散现象，光的折射现象。
【归纳】
1. 光的色散现象：一束白光通过三棱镜后在屏上会形成彩色光带。
2. 成因：棱镜材料对不同色光的折射率不同，对红光的折射率最小，红光
通过棱镜后的偏折程度最小，对紫光的折射率最大，紫光通过棱镜后的偏
折程度最大，从而产生色散现象。
　　　　　　颜色 物理量 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫
频率ν 低→高
同一介质中的折射率 小→大
同一介质中的速度 大→小
同一介质中的波长 大→小
通过同一棱镜的偏折角 小→大
3. 各种色光的比较分析
【典例3】　〔多选〕如图所示，从点光源S发出的一细束白光以一定的角
度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的折射后发生色散现象，在光屏的
a、b间形成一条彩色光带。下列说法中正确的是（　　）
A. a侧是红光，b侧是紫光
B. 在真空中a侧光的波长小于b侧光的波长
C. 三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率
D. 在三棱镜中a侧光的速率比b侧光小
√
√
√
解析：由题图可以看出，a侧光偏折得较厉害，三棱镜对a侧光的折射率较
大，所以a侧光是紫光，波长较短，b侧光是红光，波长较长，A错误，B、
C正确；又v＝，所以三棱镜中a侧光的传播速率小于b侧光的传播速率，D
正确。
1. 一束由红、紫两色组成的复色光，从空气斜射向玻璃三棱镜。下面选项
图能正确表示该复色光经三棱镜分离成两束单色光的是（　　）
√
解析：复色光在第一个界面折射就分成两束光，且紫光由于折射率较大，偏折较大，所以能正确表示该复色光经三棱镜分离成两束单色光的是选项B。
2. 〔多选〕（2025·福建宁德高二下阶段练习）一束红紫混合光以θ（θ＜
45°）角射入玻璃砖，a、b光从玻璃砖的上方到下方用时分别为ta、tb，则
（　　）
A. a为红光
B. ta＞tb
C. a为紫光
D. a光在玻璃砖中的传播速度更大
√
√
解析：设折射角为r，根据折射定律可得n＝，由图可知，a光的折射角小于b光的折射角，则玻璃砖对a光的折射率大于玻璃砖对b光的折射率，a光的频率大于b光的频率，a为紫光，b为红光，选项C正确，A错误；根据v＝可知，a光在玻璃砖中的传播速度更小，选项D错误；设玻璃砖的厚度为d，则光在玻璃砖中传播的距离为s＝，v＝＝，光在玻璃砖中的传播时间为t＝＝＝，由于θ＜45°，则有2r＜90°，由于a光的折射角小于b光的折射角，则有ta＞tb，选项B正确。
要点回眸
03
PART
教学效果检测
1. 如图所示的四种情境中，属于光的折射的是（　　）
解析：A项属于光沿直线传播；B项属于光的折射；C项属于光沿直线传播；D项属于光的反射。故B正确。
√
2. 下面是某单色光由空气射入半圆形玻璃砖，再由玻璃砖射入空气的光路
图。点O是半圆形玻璃砖的圆心。可能正确的光路图是（　　）
解析：当光由空气斜射进入半圆形玻璃砖时，折射角应小于入射角，故A、B不可能；光由半圆形玻璃砖斜射进入空气时，光线的方向一定发生改变，故C不可能；当光由半圆形玻璃砖斜射入空气时，当入射角较小时，光线能进入空气，且折射角大于入射角，故D可能正确。
√
3. 如图所示的是两个并排而且深度相同的水池，一个装水，另一个未装
水，在两池的中央各竖立着一只长度相同而且比池深略高的标杆。当阳光
斜照时就会在池底形成杆的影子，下列说法正确的是（　　）
A. 装水的池中标杆影子较长
B. 未装水的池中标杆影子较长
C. 两池中标杆影子长度相同
D. 装水的池中标杆没有影子
√
解析：　未装水时，光沿直线传播从杆顶照射到池底的P点，而装水时，光沿直线传播从杆顶照射到水面时发生折射，由于折射角较小，故照射到池底的Q点，如图所示，可知未装水的池中标杆影子较长，故选B。
4. （2024·福建高考10题）镀有反射膜的三棱镜常用
在激光器中进行波长的选择。如图，一束复色光以一
定入射角i（i≠0）进入棱镜后，不同颜色的光以不
同角度折射，只有折射后垂直入射到反射膜的光才
能原路返回形成激光输出。若复色光含蓝、绿光，已知棱镜对蓝光的折射率大于绿光，则蓝光在棱镜中的折射角 （填“大于”“等于”或“小于”）绿光的折射角；若激光器输出的是蓝光，当要调为绿光输出时，需将棱镜以过入射点O且垂直纸面的轴 （填“顺时针”或“逆时针”）转动一小角度。
小于
逆时针
解析：由于透镜对蓝光折射率大于绿光，根据n＝可得，入射角相同，
透镜中蓝光折射角小于绿光折射角。此时输出激光为蓝光，要变为绿光，
即由蓝光的折射光线垂直入射到反射膜改为绿光的折射光线垂直入射到反
射膜，根据n＝，需要减小入射角i，由于入射光线不动，应逆时针方向
转动棱镜。
04
PART
课时作业
题组一　光的折射定律
1. 在图中虚线表示两种介质的界面及法线，实线表示一条光线斜射向界面
后发生反射与折射的光线，以下说法正确的是（　　）
A. M'N'是法线，MN是界面
B. MN是法线，M'N'是界面
C. aO是入射光线、Ob是折射光线、cO是反射光线
D. aO是折射光线、Ob是反射光线、cO是入射光线
解析：根据题图有aO和bO关于MN对称，则MN是法线，M'N'是界面，aO是入射光线、Ob是反射光线、Oc是折射光线，故选项A、C、D错误，B正确。
√
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题组二　折射率
2. 〔多选〕光从某种介质中射入空气中，入射角i从零开始增大时，折射
角r也随之增大，下列说法正确的是（　　）
√
√
解析：根据折射定律，光由一种介质进入另一种介质中，＝常数，可知B正确；由光路的可逆性知＝n，且n＞1，故＝＜1，D正确。
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3. 〔多选〕如图所示，一单色光由介质Ⅰ射入介质Ⅱ，在界面MN上发生偏
折。下列说法正确的是（　　）
A. 该光在介质Ⅰ中传播的速度大
B. 该光在介质Ⅱ中传播的速度大
√
√
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解析：由题图知该光在介质Ⅱ中的折射角较大，则介质Ⅰ的折射率大于介质Ⅱ的折射率，根据折射率与光速的关系可知光在介质Ⅱ中传播的速度大；介质Ⅰ相对介质Ⅱ的折射率为n＝＝，则该光在介质Ⅱ中和介质Ⅰ中传播的速度之比为∶1。选项B、D正确。
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4. （2025·山东滨州高二上期末）如图，容器中盛有某种液体，PM为液
面，从容器底部A点发出单色光，射到液面上的O点，折射后照到器壁上的
B点。已知PA＝L，OP＝L，OM＝3L，液体的折射率为，则B点到液
面的距离d（　　）
A. 2L B. 3L C. 4L D. 5L
√
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解析：如图所示，设光线从A射向O点入射角为θ1，折射角为θ2，则根据几何关系有sin θ1＝，sin θ2＝，又n＝，得d＝3L。故选B。
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5. 现在高速公路上的标志牌都用“回归反光膜”制成。夜间行车时，它能
把车灯射出的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目。这种“回归反光膜”
是用球体反射元件制成的，反光膜内均匀分布着一层直径为10 μm的细玻
璃珠，所用玻璃的折射率为，为使入射的车灯光线经玻璃珠折射—反
射—折射后恰好和入射光线平行，如图所示，那么第一次入射的入射角应
是（　　）
A. 15° B. 30°
C. 45° D. 60°
√
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解析：　光路图如图所示，设入射角为θ，折射角为α，则θ＝2α，由n＝＝，得cos α＝＝，α＝30°，所以θ＝60°，故选项D正确。
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6. 如图所示，一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上，经AB和AC两个面
折射后从AC面进入空气。当折射角i'和入射角i相等时，折射光线相对于入
射光线偏转的角度为θ。已知棱镜顶角为α，则计算棱镜对该色光的折射率
表达式为（　　）
√
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解析：　当折射角i'和入射角i相等时，由几何知识，作角A的角平分线，角平分线过入射光线的延长线和出射光线的反向延长线的交点、两法线的交点，如图所示。可知∠1＝∠2＝，∠4＝∠3＝，而i＝∠1＋∠4＝＋，则折射率n＝＝，故A正确。
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7. 如图所示，玻璃三棱镜ABC的顶角A为30°，一束光线垂直于AB面射入棱镜，从AC面射出进入空气，测得出射光线与入射光线的夹角为30°，则棱镜的折射率为（　　）
√
解析：　如图所示，∠A＝30°，则入射角∠MON＝30°，由题意知折射角∠EOG＝60°，故折射率n＝＝，C正确。
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题组三　光的色散
8. 直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2对称，由空
气射入玻璃球的光路如图所示。a、b光相比（　　）
A. 玻璃对a光的折射程度较大
B. 第一次折射时，a光的折射角比b光的折射角小
C. b光在玻璃中的传播速度较小
D. b光在玻璃中的传播时间较短
√
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解析：　由图可知，光线通过玻璃球后，b光的偏折角大，则玻璃对b光
的折射率较大，对a光的折射率较小，故A错误；由图可知，第一次折射
时，a光的折射角比b光的折射角大，故B错误；因为b光的折射率较大，根
据v＝知，b光在玻璃中的传播速度较小，故C正确；b光在玻璃中通过的
路程较大，传播速度较小，则b光在玻璃中的传播时间较长，故D错误。
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9. 如图所示，一束黄光和一束蓝光，从O点以相同角度沿PO方向射入横截
面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别从M、N两点射出，已知α＝
45°，β＝60°，光速c＝3×108 m/s，则下列说法正确的是（　　）
A. 两束光穿过玻璃柱体所需时间相同
B. PM是蓝光，PN是黄光
√
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解析：　由图可知，从M点射出的光的折射率较小，从N点射出的光的折
射率较大，根据折射率与光速的关系可知，从M点射出的光的速度较大。
两束光穿过玻璃柱体的路程相等，速度不同，所需时间不相同，选项A错
误；根据蓝光折射率大于黄光可知，PM是黄光，PN是蓝光，选项B错误；
由折射定律可知，玻璃对PM光束的折射率为n＝＝，选项C正
确；PM光束在该玻璃中传播的速度为v＝＝×108 m/s，选项D错误。
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10. 如图所示，边长为L的正方体透明介质放在水平面上，在水平面上离
AB面距离为L的P点有一个光源，向透明介质的左侧AB面射出一束光，当
此光线与水平面夹角为53°时，在AB面的折射光线刚好照射到C点，则该
透明介质对光的折射率为（　　）
（sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6）
√
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解析：　根据题意画出光路图，如图所示，设光在AB面的入射点为E，由题意可知入射角i＝53°，根据几何关系可知AE＝PA·tan 53°＝L，故BE＝L，设折射角为r，根据几何关系有sin r＝＝，因此折射率n＝＝，故选C。
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11. （2025·福建福州高二下期末）如图所示为某手机防窥膜的原理简化图，在透明介质中等距排列有相互平行的吸光屏障，屏障的高度与防窥膜厚度相等、方向与屏幕垂直。从手机屏幕上相邻两吸光屏障中点O发出的光线经透明介质由吸光屏障边缘射入空气，在空气中的出射角θ称为可视角度，可视角度越小防窥效果越好，则下列做法中能提高防窥效果的是（　　）
A. 增大手机屏幕亮度
B. 减小相邻两吸光屏障间距
C. 减小防窥膜的厚度
D. 增大透明介质的折射率
√
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解析：　增大手机屏幕亮度，不能减小
可视角度，不能提高防窥效果，故A错
误；设屏障的高度与防窥膜厚度均为x，
相邻屏障的间距为L，如图所示，
根据折射定律可得n＝，根据图中几何关系可得sin i＝，联立整理得n＝·sin θ，可知当减小相邻两吸光屏障间距L时，因为折射率不变，则可视角度减小，能提高防窥效果；
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当减小防窥膜的厚度x时，因为折射率不变，则可视角度增大，不能提高防窥效果；当增大透明介质的折射率，因为相邻两吸光屏障间距L和防
窥膜的厚度x不变，则可视角度增大，不能提高防窥效果，故B正确，C、D错误。
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12. 汽车氙气大灯（前照灯）通常需要
透镜（近似看作半球形玻璃砖）才能达
到更好的照明效果，保证行车安全，图
甲为该系统工作的原理图。图乙是透镜
调节光线的原理图，图中MN为透镜的
竖直直径，透镜的半径为R。一束单色光的入射点P与球心O的距离为l＝R，入射光线与MN的夹角为θ＝37°，已知透镜对该入射光的折射率为n＝1.6，透镜距地面的距离为h（可认为远大于透镜半径）。已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求近光灯照射的距离L。
答案：h
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解析：作出光路图如图所示，由题意可得n＝，
则r＝30°，
由正弦定理可得
＝，则α＝30°，
又n＝，则β＝53°，
由几何关系知γ＝30°，
则有L＝h·tan（β＋γ）＝h。
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THANKS
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