高中物理第十三章光（第2课时）全反射教师用书新人教版选修3_4

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1、第2课时　全反射研究学考·把握考情]知识内容全反射考试要求加试b教学要求1.区分光疏介质和光密介质2．了解光的全反射现象，知道全反射现象产生的条件3．知道光导纤维和全反射棱镜，了解它们的应用4．会计算全反射临界角基础梳理]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．光疏介质和光密介质(1)折射率较小的介质称为光疏介质，折射率较大的介质称为光密介质。(2)光疏介质与光密介质是相对的。2．全反射当光从光密介质射向光疏介质时，同时发生折射和反射，如果入射角逐渐增大，折射光离法线会越来越远，而且越来越弱，反射光却越来越强。当入射角增大到某一角度，使

2、折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射。3．临界角(1)定义：折射角为90°时的入射角叫做临界角。(2)临界角C与折射率n的关系：sinC＝。4．发生全反射的条件当光从光密介质射入光疏介质时，如果入射角等于或大于临界角，就会发生全反射现象。要点精讲]1．对光疏介质和光密介质的理解(1)光疏介质和光密介质是相对而言的。(2)光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的传播速度小。(3)光从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角；反之，光由光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角。(4)光疏和光密是从介质的光学特性

3、来说的，并不指它的密度大小。2．全反射(1)临界角：折射角为90°时的入射角称为全反射的临界角，用C表示，sinC＝。(2)全反射的条件：①光由光密介质射向光疏介质；②入射角大于或等于临界角。(3)全反射遵循的规律：发生全反射时，光全部返回原介质，入射光与反射光遵循光的反射定律，由于不存在折射光线，光的折射定律不再适用。【例题】某种介质对空气的折射率是，一束光从该介质射向空气，入射角是60°，则下列光路图中正确的是(图中Ⅰ为空气，Ⅱ为介质)(　　)解析　由题意知，光由光密介质射向光疏介质，由sinC＝＝，得C＝45°＜θ1＝60°，故在两

4、介质的界面上会发生全反射，只有反射光线，没有折射光线，故选项D正确。答案　D基础梳理]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．用玻璃制成的截面为等腰直角三角形的棱镜。2．当光垂直于它的一个界面射入后，会在其内部发生全反射(如图1)。全反射棱镜比平面镜的反射率高，几乎可达100%。图1即学即练]空气中两条光线a和b从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图2所示。方框内有两个折射率n＝1.5的玻璃全反射棱镜。下图给出了两棱镜的四种放置方式的示意图。其中能产生图中效果的是(　　)图2解析　四个选项产生光路效果如下图：由上图可知

5、B项正确。答案　B基础梳理]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．构造及传播原理：光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝，由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套大，光由一端进入，在两层的界面上经过多次全反射，从另一端射出，如图3所示。图32．应用：光纤通讯、医学上的内窥镜。即学即练]光导纤维的结构如图4所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。以下关于光导纤维的说法正确的是(　　)图4A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C．内芯的折射率比外套的

6、小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用解析　光导纤维很细，它的直径只有几微米到一百微米，它由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射。答案　A　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．光从介质a射向介质b，如果要在a、b介质的分界面上发生全反射，那么必须满足的条件是(　　)A．a是光密介质，b是光疏介质B．光在介质a中的速度必须大于在介质b中的速度C．光的入射角必须大于或等于临界角D．光的入射角必须小于临界角答案　AC2．关于全反射，

7、下列叙述中正确的是(　　)A．发生全反射时仍有折射光线，只是折射光线非常弱B．光从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射现象C．光从光密介质射向光疏介质时，可能不发生全反射现象D．光从光疏介质射向光密介质时，可能发生全反射现象解析　发生全反射时折射光线的能量为零，折射光线消失，所以选项A错误；发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角，二者缺一不可，所以选项B、D错误，选项C正确。答案　C3．光在某种介质中的传播速度是1.5×108m/s，光从该介质射向空气时(　　)A．临界角是30°B．大于或等于30°的所有

8、角都是临界角C．入射角大于或等于30°时都能发生全反射D．临界角可能是60°解析　由n＝＝＝2，sinC＝知临界角C＝30°，所以A、C正确。答案　AC4．如图5所示，是在高山湖泊边拍摄的一张