2020高中物理第十三章光第2节全反射学案新人教版选修3_.doc

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1、第2节　全反射1．知道光疏介质、光密介质、全反射、临界角的概念。2．理解全反射的条件，能计算有关问题和解释相关现象。3．了解全反射棱镜和光导纤维的工作原理以及在生产、生活中的应用。一、全反射1．光疏介质和光密介质2．全反射(1)概念：当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射。(2)临界角：刚好发生全反射，即折射角等于90°时的入射角。用字母C表示。(3)发生全反射的条件①光从光密介质射入光疏介质。②入射角等于或大于临界角。(4)临界角与折射率的关系-

2、15-当光由介质射入空气(真空)时，sinC＝。二、全反射棱镜截面为等腰直角三角形的棱镜叫做全反射棱镜，其作用是改变光的传播方向。三、光导纤维1．原理利用了全反射的原理。2．构造光导纤维直径只有几微米到一百微米，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。判一判(1)密度大的介质就是光密介质。(　　)(2)两种介质相比较，折射率大的介质是光密介质。(　　)(3)光密介质和光疏介质具有绝对性。(　　)(4)截面是三角形的棱镜是全反射棱镜。(　　)(5)全反射棱镜和平面镜都是利用了光的全反射原理。(　　)(6)光在

3、光纤中传播时，在内芯和外套的界面上发生全反射。(　　)(7)光纤通信的主要优点是容量大。(　　)提示：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√　(7)√想一想(1)只有一种介质能否确定它是光密介质还是光疏介质？提示：不能。光密介质、光疏介质是对确定的两种介质的折射率相比较而确定的，只有一种介质是无法比较折射率的，从而无法确定它是光疏介质还是光密介质。(2)为什么水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮？提示：水或玻璃中的气泡相对水或玻璃是光疏介质，光经过水或玻璃照射气泡时，一部分光会发生全反射，相对于其他物体而言，有更多的光反射到人眼中，就好

4、像光是由气泡发出的，因此人眼感觉水或玻璃中的气泡特别明亮。(3)微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂，光纤为什么要由两层介质构成？提示：光纤的工作原理是全反射，要由两种介质配合才能产生全反射现象。课堂任务　全反射1．光疏介质和光密介质-15-不同介质的折射率不同，我们把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。光疏介质和光密介质是相对的。2．全反射(1)全反射及临界角的概念①全反射：当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫

5、做全反射。如图所示。②临界角：刚好发生全反射，即折射角等于90°时的入射角。用字母C表示。(2)全反射的条件要发生全反射，必须同时具备两个条件：①光从光密介质射入光疏介质。②入射角等于或大于临界角。(3)临界角与折射率的关系①定量关系：光由介质射入空气(或真空)时，sinC＝。②定性关系：光从光密介质射入光疏介质，光密介质的折射率越大，发生全反射的临界角就越小，越容易发生全反射。(4)从能量角度理解全反射当光从光密介质射入光疏介质时，随着入射角增大，折射角也增大，同时折射光强度减弱，即折射光能量减小，反射光强度增强，即反射光能量增大，当入射角达到临界角

6、时，折射光强度减小到零，反射光的能量等于入射光的能量。(5)因为介质的折射率与光的颜色有关，所以全反射临界角不仅与介质有关，还与光的颜色有关。例1　(多选)如图所示，ABCD是两面平行的透明玻璃砖，AB面和CD面是玻璃和空气的界面，分别设为界面Ⅰ和界面Ⅱ。光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则(　　)-15-A．只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象B．只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象C．不管入射角多大，光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象D．不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都

7、不可能发生全反射现象(1)在界面Ⅰ上光是由光疏介质进入光密介质，还是由光密介质进入光疏介质？能发生全反射吗？提示：在界面Ⅰ上光由光疏介质(空气)进入光密介质(玻璃)，不能发生全反射。(2)在界面Ⅱ上的入射角能大于临界角吗？提示：不能。界面Ⅱ上的入射角总等于界面Ⅰ上的折射角，总小于临界角。[规范解答]　在界面Ⅰ上光由空气进入玻璃砖，是由光疏介质进入光密介质，不管入射角多大，都不可能发生全反射现象，A错误，C正确；在界面Ⅱ上光由玻璃进入空气，是由光密介质进入光疏介质，但是，由于界面Ⅰ和界面Ⅱ平行，光由界面Ⅰ进入玻璃后再到达界面Ⅱ，在界面Ⅱ上的入射角等于在界

8、面Ⅰ上的折射角，故入射角总是小于临界角，因此也不可能发生全反射现象，B错误，D正确。[完美答案