《2025年金版新学案高中物理选择性必修第一册人教版》

例 1 光线以 60°的入射角从空气射入玻璃中，折射光线与反射光线恰好垂直。
(1) 画出此时的光路图，求解此时的折射角为多大？
(2) 当入射角变为 45°时，折射角的正弦为多大？

答案：

(1)见解析图 $30^{\circ}$
(2)$\frac{\sqrt{6}}{6}$
解析：
(1)光路图如图所示，其中$AO$为入射光线，$OB$为折射光线，$OC$为反射光线。
由光路图及几何知识可知折射角为$30^{\circ}$。
(2)由折射定律得$n = \frac{\sin 60^{\circ}}{\sin 30^{\circ}} = \sqrt{3}$。
又$n = \frac{\sin \theta_{1}}{\sin \theta_{2}}$，故当入射角$\theta_{1} = 45^{\circ}$时，解得$\sin \theta_{2} = \frac{\sin 45^{\circ}}{\sqrt{3}} = \frac{\sqrt{6}}{6}$。

针对练 1. 如图所示是光线由空气射入横截面为半圆形的玻璃砖，再由玻璃砖射入空气中的光路图，O 点是半圆形玻璃砖的圆心，可能正确的光路是（ ）


A.①③
B.②④
C.②③
D.①④

答案： C 光线由空气射入玻璃砖时，在空气中的入射角大于玻璃砖中的折射角，且入射光线和折射光线分居法线两侧，圆心与入射点连线为法线，所以④错误，③正确；同理，光线由玻璃砖射入空气时，折射角大于入射角，所以②正确，①错误。故选C。

针对练 2. （2024·广东佛山高二检测）如图所示，激光笔发出的一束单色光由空气斜射到水面上的 O 点时，同时发生折射和反射，若仅减小入射角，则折射光线与反射光线的夹角将（ ）


A.减小
B.增大
C.不变
D.无法确定

答案： B 若入射角减小了$\Delta\theta$，则反射角也减小了$\Delta\theta$，折射角也会减小，由几何知识可知折射光线与反射光线的夹角将增大。故选B。

【情境导入】
我们已经知道光从空气斜射入某种介质时，无论入射角如何改变，入射角的正弦和折射角的正弦的比值总保持不变。如图所示，当一束光由空气以相同的入射角斜射入水和玻璃中时，折射角却不同，这说明什么问题？

答案： 说明在光的折射现象中，入射角的正弦与折射角的正弦的比值与介质的种类有关，不同的介质，入射角的正弦与折射角的正弦的比值不同。

【教材梳理】（阅读教材 P86 - P87 完成下列填空）
1. 折射率：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 = $______。
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______中的传播速度 $ v $ 之比，即 $ n = $______。
3. 折射率的特点
（1）真空的折射率为 1，空气的折射率近似为 1。
（2）任何介质的折射率都______1。

答案： 1.真空 $\frac{\sin \theta_{1}}{\sin \theta_{2}}$
2.真空 介质 $\frac{c}{v}$
3.
(2)大于