2018版高中物理第4章光第3节光的全反射现象教师用书粤教版选修3_4

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1、第三节光的全反射现象1．(3分)光从空气射入水中，当入射角变化时，则(　　)A．反射角和折射角都发生变化B．反射角和折射角都不变C．反射角发生变化，折射角不变D．折射角变化，反射角始终不变【解析】　根据反射定律和折射定律判断A对．【答案】　A2．(3分)关于光的折射下列说法错误的是(　　)A．折射光线一定在法线和入射光线所确定的平面内B．入射线和法线与折射线不一定在一个平面内C．入射角总大于折射角D．光线从空气斜射入玻璃时，入射角大于折射角【解析】　根据折射定律，入射光线、折射光线和法线一定在同一平面内．B错．入射角不一定总大于折射角．C错．【答案】　BC3．(4分)一小球掉入一水池中，

2、小球所受重力恰与其所受阻力和浮力的合力相等，使小球匀速下落，若从水面到池底深h＝1.5m，小球3s到达水底，那么，在下落处正上方观察时(　　)A．小球的位移等于1.5mB．小球的位移小于1.5mC．小球的运动速度小于0.5m/sD．小球的运动速度仍等于0.5m/s【解析】　由于沿竖直方向看水中物体时，“视深”是实际深度的倍，所以在上面的人看来，物体向下运动的位移h′＝，由于n>1，所以h′

3、关现象．3．了解光导纤维的工作原理和光导纤维在生产、生活中的应用.学生P47一、光的全反射1．全反射和临界角(1)全反射：光从光密介质射向光疏介质时，逐渐增大入射角，会看到折射光线离法线越来越远且越来越弱，反射光线会越来越强．当入射角增大到某一角度，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做光的全反射．(2)临界角：光从光密介质射入光疏介质，刚好发生全反射，即折射角等于90°时的入射角．2．全反射的条件(1)光从光密介质射入光疏介质．(2)入射角大于或等于临界角．二、光导纤维的结构与应用1．结构光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径从几微米到一百微米之间，由内芯和外套两层组成，内芯的折射

4、率比外套的大，光在光纤内传播时，在内芯和外套的界面上发生全反射．2．应用(1)光纤通信：光信号能携带数码信息、电视图像和声音等，其主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强．(2)医学：用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体的胃、肠、气管等内脏．学生P47一、对全反射现象的理解1．光疏介质和光密介质(1)光疏介质：折射率较小的介质(即传播速度大的介质)叫光疏介质．(2)光密介质：折射率较大的介质(即传播速度小的介质)叫光密介质．光疏介质和光密介质是相对而言的．2．全反射光从光密介质射向光疏介质时，当入射角增大到某一角度，光线全部被反射回原光密介质的现象．3．临界角光从光密介质射向光疏介质时，折射角

5、等于90°时的入射角，用C表示．4．产生全反射的条件(1)光线从光密介质射向光疏介质．(2)入射角等于或大于临界角．5．光由光密介质射向光疏介质时，从能量角度分析，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，一旦入射角等于临界角，折射光线的能量实际上已减小为零，此时刚好发生全反射．6．当光从介质射入空气(或真空)时，sinC＝.7．介质的折射率越大，发生全反射的临界角就越小，越容易发生全反射．二、光导纤维及其应用1．光导纤维的工作原理(1)光导纤维简称光纤，是把石英玻璃拉成直径为几微米到几十微米的细丝，然后再包上折射率比它小的材料制成的．(2)光导纤维之所以能传

6、输信息，就是利用了光的全反射现象．图4－3－1如图4－3－1所示，它是由内芯和外套两层组成的，内芯的折射率大于外套的折射率，光由一端进入，在两层的界面上经多次全反射，从另一端射出．光导纤维可以远距离传播光，光信号又可以转换成电信号，进而变为声音、图像．如果把许多(上万根)光导纤维合成一束，并使两端的纤维按严格相同的次序排列，就可以传输图像．2．光导纤维的应用(1)光纤通信原理：光纤通信是利用全反射的原理．光纤通信的过程：先将声音信号转化为光信号，利用光纤传输光信号，最后把光信号输出，到接收端再将光信号还原为声音信号．(2)光纤通信的优点：光导纤维具有质地轻、弯曲自如、传光效率高、抗机械振

7、动、耐腐蚀性好、能量损耗小、抗干扰能力强、保密性好等优点，光纤通信还有一个最大优点就是通信容量极大．光导纤维还可以用来制作光导潜望镜、医用光导纤维内窥镜等．一、全反射的临界条件分析　半径为R的半圆柱形玻璃，横截面如图4－3－2所示，O为圆心，已知玻璃的折射率为，一束光以与MN平面成45°角的方向射向半圆柱形玻璃，求能从MN射出的光束的宽度为多少？图4－3－2【导析】　画出光路图，并确定出发生全反射的临界光线．【解析】　如图4－3－2