2018高中物理(人教版)高三备考 强化训练42 光的全反射 光导纤维
人教版高中物理复习课件-光的全反射 光导纤维
解析：(1)白光垂直入射ac面後直射到ab面，入射角 為45°，發生全反射說明棱鏡的臨界角C≤45°，這是 對從紅光到紫光的所有色光說的．當入射光順時針 偏轉時，在ac面上發生色散，不同色光折射不同， 紅光偏折小，紫光偏折大，如圖8所示，
光導纖維的結構如圖4，其內芯和外套材料不同， 光在內芯中傳播．以下關於光導纖維的說法正 確的是( )
圖4
A．內芯的折射率比外套的大，光傳播時在內芯與 外套的介面上發生全反射
B．內芯的折射率比外套的小，光傳播時在內芯與 外套的介面上發生全反射
C．內芯的折射率比外套的小，光傳播時在內芯與 外套的介面上發生折射
將光源沿容器底向望遠鏡一側平移至某處時，通過 望遠鏡剛好可以看到線光源底端．再將線光源沿同 一方向移動8.0 cm，剛好可以看到其頂端，求此液 體的折射率n.
圖1
[解析] 当线光源上某一点发出的光线射到未被遮光板遮 住的液面上时，射到遮光板边缘 O 的那条光线的入射角最小．
若线光源底端在 A 点时，望远镜内刚好可以看到此光源底 端，设过 O 点液面的法线为 OO1，则∠AOO1＝α①
射到ab面上時紅光入射角小，紫光入射角大，但它 們都小於45°.另一方面，棱鏡對紅光的臨界角比紫 光的臨界角大．因此，入射光順時針逐漸偏轉時， 在ab面上紅光的入射角將首先小於臨界角而射出ab 面．
(2)如果入射光逆時針偏轉，則經
ab面上的紅光、紫光的入射角都
大於45°，都發生全反射而不可
能從ab面射出．
5．(2008·山東高考)圖13表示兩面平行玻璃磚的截 面圖，一束平行於CD邊的單色光入射到AC介面上， a、b是其中的兩條平行光線．光線a在玻璃磚中的 光路已給出．畫出光線b從玻璃磚中首次出射的光 路圖，並標出出射光線與介面法線夾角的度數．
高二物理人教版选修34全反射
高二物理人教版选修34全反射全反射重/难点重点：全反射现象。
难点：临界角概念和全反射条件。
重/难点分析重点分析：光导纤维、自行车的尾灯是利用了全反射现象制成的；海市蜃楼、沙漠里的蜃景也是由于全反射的原因而呈现的自然现象。
难点分析：折射角等于90°时的入射角叫做临界角，当光线从光密介质射到它与光疏介质的界面上时，如果入射角等于或大于临界角就发生全反射现象。
突破策略（一）引入新课让学生甲到黑板前完成图1及图2两幅光路图（完整光路图）。
图1 图2（估计学生甲画图时会遗漏反射光线）师：光在入射到空气和水的交界面处时，有没有全部进入水中继续传播呢？没有，有一部分被反射回去。
（学生甲补画上反射光线）师：很好。
甲同学正确地画出了光从空气进入水中时的折射角小于入射角。
光从水中进入空气时，折射角大于入射角。
那么如果两种介质是酒精和水呢？请乙同学到前面来完成光路图。
图3 图4学生乙顺利完成两图。
（二）进行新课1．光密介质和光疏介质（1）给出光密介质和光疏介质概念。
（2）让学生指出图1中的光密介质和光疏介质，再指出图2中的光密介质和光疏介质。
让学生自己体会出一种介质是光密介质还是光疏介质其实是相对的。
（3）（投影片出示填空题）光从光疏介质进入光密介质，折射角________入射角；光从光密介质进入光疏介质，折射角________入射角。
（本题让学生共同回答）2．全反射（设置悬念，诱发疑问）师：在图2和图3中，折射角都是大于入射角的。
设想，当入射角慢慢增大时，折射角会先增大到90°，如果此时我们再增大入射角，会怎么样呢？图5 （这时可以让学生自发议论几分钟）生甲：对着图2说，可能折射到水中吧？。
师：可能会出现图5这种情况吗？（其余学生有的点头，有的犹疑）生乙：应该没有了吧？生丙：最好做实验看看。
师：好，那就让我们来做实验看看。
（1）出示实验器材，介绍实验。
师：半圆形玻璃砖可以绕其中心O在竖直面内转动，如图6所示，入射光方向不变始终正对O点入射。
高中物理第四章光的波动性全反射与光导纤维激光每课一练沪科选修
4.6 全反射与光导纤维4.7 激光[基础题]1．关于全反射，下列说法中正确的是( )A．发生全反射时，仍有折射光线，只是折射光线非常弱，因此可以认为不存在折射光线而只有反射光线B．光线从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射C．光线从光疏介质射向光密介质时，不可能发生全反射D．水或玻璃中的气泡看起来特别亮，是因为光从水或玻璃射向气泡时，在界面发生了全反射答案CD解析光从光密介质射向光疏介质时，当入射角增大到某一角度后，折射光线完全消失，只剩下反射光线的现象叫全反射，故A、B错误，C正确；光从水或玻璃射向气泡时，一部分光在界面发生了全反射，即反射光增强，透射光减弱，使气泡看起来特别亮，D正确．2．已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为1.33、1.55、1.60和1.63，如果光按下面几种方式传播，可能发生全反射的是( )A．从水晶射入玻璃B．从水射入二硫化碳C．从玻璃射入水中D．从水射入水晶答案 C解析本题考查发生全反射的条件，光只有从光密介质射入光疏介质才可能发生全反射，从水晶射入玻璃、从水射入二硫化碳、从水射入水晶都是从光疏介质射入光密介质，都不可能发生全反射，故A、B、D错误，从玻璃射入水中是从光密介质射入光疏介质，有可能发生全反射，故C正确．3．如图1所示，ABCD是平面平行的透明玻璃砖，AB面和CD面平行，它们分别是玻璃和空气的界面，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( )图1A．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上都不可能发生全反射现象答案CD解析在界面Ⅰ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，都不会发生全反射现象，选项C正确，A错误；在界面Ⅱ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进入玻璃后再达到界面Ⅱ，在界面Ⅱ上的入射角等于在界面Ⅰ上的折射角，入射角总是小于临界角，因此也不会发生全反射现象，选项D也正确，B错误．4．在水底的潜水员看来，水面上方的所有景物只出现在顶角为97°的倒立圆锥里，这是因为( ) A．水面上远处的景物反射的阳光都因为全反射而不能进入水中B．水面上远处的景物反射的阳光折射进入水中，其折射角不可能大于48.5°C．水面上方倒立圆锥之外的景物反射的阳光都因为全反射的原因不可能进入水中D．水面上方倒立圆锥之外的景物反射的阳光都因为折射的原因不可能进入潜水员的眼中答案 B解析水面上方的所有景物只出现在顶角为97°的倒立圆锥里，这是由于水的临界角为48.5°，光由空中射入水中时，最大折射角为48.5°，不能发生全反射；当光由水中射向空中时有可能发生全反射现象，故B正确，A、C、D错．5.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．下列选项中给出了两棱镜四种放置方式的示意图．其中能产生如图所示效果的是( )图2答案 B解析四个选项产生光路效果如下图：由图可知B项正确．6．以下说法中正确的是( )A．激光是一种人工产生的相干光，具有高度的相干性B．由于激光的方向性好，所以激光不能发生衍射现象C．光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物D．普通照相技术所记录只是光波的强弱信息，而全息照相技术还可以记录光波的相位信息答案ACD7．(2020·新课标Ⅰ·34(2))一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图3所示，玻璃的折射率为n＝ 2.图3(ⅰ)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB 上的最大宽度为多少？(ⅱ)一细束光线在O 点左侧与O 相距32R 处垂直于AB 从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置． 答案 见解析解析 (ⅰ)在O 点左侧，设从E 点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角θ，则OE 区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图．由全反射条件有sin θ＝1n① 由几何关系有OE ＝Rsin θ②由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为l ＝2OE ③联立①②③式，代入已知数据得l ＝2R ④(ⅱ)设光线在距O 点32R 的C 点射入后，在上表面的入射角为α，由几何关系及①式和已知条件得 α＝60°>θ⑤光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由G 点射出，如图，由反射定律和几何关系得OG ＝OC ＝32R ⑥ 射到G 点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C 点射出．[能力题]8．在战争爆发时，某方欲用激光器击毁位于地平线上方的敌方空间站，则应将激光器( )A ．瞄高些B ．瞄低些C ．沿视线直接瞄准D ．若激光束是红色，而空间站是蓝色的，则应瞄高些答案 C解析 空间站反射太阳的光射向地球，通过地球大气层要发生折射，而激光器发出的光通过大气层射向空间站也要发生折射，根据光路可逆，两者的光路相同．因此，A 、B 错，C 对．D 选项中空间站是蓝色的，反射光也是蓝色的，比红色激光束的折射率大，由折射定律知应瞄低些方能射中，故D 错．9．某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率．开始玻璃砖的位置如图4中实线所示，使大头针P 1、P 2与圆心O 在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O 缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察P 1、P 2的像，且P 2的像挡住P 1的像．如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失．此时只须测量出____________，即可计算出玻璃砖的折射率．请用你的测量量表示出折射率n ＝________.图4答案 玻璃砖直径边绕O 点转过的角度θ 1sin θ 解析 若半圆形玻璃砖转过θ角时在半圆形玻璃砖直径一侧恰好看不到P 1、P 2的像，那么此时恰好发生了全反射．如图所示，过P 1、P 2的光线在玻璃砖内的入射角为θ，在空气中折射角为90°，根据折射定律得n ＝sin 90°sin θ＝1sin θ，只要测出θ，就可求出玻璃砖的折射率．10．如图5所示，abc 是一块用折射率n ＝2的玻璃制成的透明体的横截面，ab 是半径为R 的圆弧，ac 边与bc 边垂直，∠aOc ＝60°.当一束平行黄色光垂直照到ac 上时，ab 的外表面只有一部分是亮的，其余是暗的．求发亮部分的弧长是多少？图5答案 16πR 解析 假定光线MN 射到ab 界面上时恰好发生了全反射，则MN 上方的光线一定在界面ab 上发生了全反射，因此只有射到界面Nb 上的光线才能射出玻璃，界面Nb 部分是亮的．由sin C ＝1n，得∠C ＝30°. 由几何关系知θ＝30°，所以弧Nb 的长度：s ＝30°360°×2πR ＝16πR. 11．一足够深的水池内盛有某种透明液体，液体的深度为H ，在水池的底部中央放一点光源，其中一条光线以30°入射角射到液体与空气的界面上，它的反射光线与折射光线的夹角为105°，如图6所示．求：图6(1)这种液体的折射率；(2)液体表面亮斑的面积．答案 (1) 2 (2)πH 2解析 (1)由于反射光线与折射光线的夹角为105°，入射角i ＝30°，则折射角r ＝45°；n ＝sin r sin i＝ 2.(2)sin C ＝1n ＝22，C ＝45° 所以亮斑的半径R ＝H ，亮斑面积S ＝πR 2＝πH 2.12.如图7所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN 端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF 上发生全反射，然后垂直PQ 端面射出．图7(1)求该玻璃棒的折射率．(2)若将入射光向N 端平移，当第一次射到弧面EF 上时________(填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射．答案 (1) 2 (2)能解析 (1)如图所示，单色光照射到EF 弧面上时恰好发生全反射，由全反射的条件可知C ＝45°①由折射定律得n ＝sin 90°sin C② 联立①②式解得n ＝ 2(2)当入射光向N 端移动时，光线在EF 面上的入射角将增大，所以能发生全反射．[探究与拓展题]13．一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记P 离水面的高度为h 1＝0.6 m ，尾部下端Q 略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端s 1＝0.8 m 处有一浮标，示意图如图8所示．一潜水员在浮标前方s 2＝3.0 m 处下潜到深度为h 2＝4.0 m 时，看到标记P 刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端Q ；继续下潜Δh＝4.0 m ，恰好能看见Q.求：图8(1)水的折射率n ；(2)赛艇的长度l.(可用根式表示)答案 (1)43 (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫2477－3.8 m 解析 根据题意画出如图所示的示意图．(1)根据几何知识，知sin i ＝s 1s 21＋h 21＝0.8sin r ＝s 2s 22＋h 22＝0.6根据折射定律得折射率n ＝sin i sin r ＝43(2)潜水员恰好能看见Q 时，有sin C ＝1n ＝34又sin C ＝s 1＋s 2＋l(s 1＋s 2＋l)2＋(h 2＋Δh)2代入数据得l ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2477－3.8 m高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
江苏省2018高考物理复习试题：光的反射、折射、光的颜色、全反射全反射光导纤维练习(1) 含答案
光导纤维课后练习(1)1．下列叙述正确的是( )A．背对阳光看玻璃球觉得比较明亮，主要原因是光在球中发生了全反射B．雨过天晴时空中出现的彩虹是因为阳光在水滴的表面上反射而形成的C．常看到倒扣在水中的空玻璃杯显得很明亮的原因与水中上升的水泡很亮的原因是一样的D．传输光脉冲信号的光导纤维是根据全反射原理制造的2． 2008年奥运会上，光纤通信网覆盖了所有的奥运场馆，为各项比赛提供安全、可靠的通信服务，光纤通信是利用光的全反射将大量信息高速传输．若采用的光导纤维是由内芯和包层两层介质组成，下列说法正确的是( )A．内芯和包层折射率相同，折射率都大B．内芯和包层折射率相同，折射率都小C．内芯和包层折射率不同，包层折射率较大D．内芯和包层折射率不同，包层折射率较小3．下列哪种方式不是现代通讯方式（）A．固定电话 B、移动电话 C、电报 D、通信兵骑马传递4．在医学上，光导纤维可以制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部．内窥镜有两组光导纤维，一组用来把光输送到人体内部，另一组用来进行观察．光在光导纤维中的传输利用了（ )A．光的折射 B．光的衍射C．光的干涉 D．光的全反射5．关于光纤的说法，正确的是( )A．光纤是由高级金属制成的，所以它比普通电线容量大B．光纤是非常细的特制玻璃丝，但导电性能特别好，所以它比普通电线衰减小C．光纤是非常细的特制玻璃丝，有内芯和外套两层组成，光纤是利用全反射原理来实现光的传导的D．在实际应用中，光纤必须呈笔直状态，因为弯曲的光纤是不能导光的6．下列说法中正确的是( )A．光导纤维丝内芯材料的折射率比外套材料的折射率大B．在太阳光照射下.水面上油膜出现彩色花纹是光的色散现象C．光传播时.若遇到的障碍物的尺寸比光的波长大很多.衍射现象十分明显.此时不能认为光沿直线传播D．麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波存在.后来赫兹用实验证实电磁波的存在 E.走时快的摆钟必须调长摆长.才可能使其走时准确7．下列有关光学的一些说法正确的是（）A．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的衍射现象B．在光导纤维束内传送图象是利用光的全反射现象C．摄影师在拍摄水中的物体时通常在镜头前装一片偏振滤光片，它的作用是增强透射光使水下景物更清晰D．全息照相是应用了光的干涉原理8．光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。
2018高考物理试题：光的反射、折射、光的颜色、全反射全反射练习(1)含答案
全反射课后练习..(1)..1．红黄绿三种单色光以相同的入射角从水中射向空气，若黄光恰能发生全反射，则（）A.绿光也一定能发生全反射B.红光也一定能发生全反射C．红.绿光都能发生全反射 D.红.绿光都不能发生全反射2．下列现象中，属于光的全反射现象的是（）A．阳光照射下水面上的油膜呈现彩色..B．玻璃中的气泡有时看上去特别明亮C．一束白光通过三棱镜形成彩色光带D．在阳光下飞机有时看起来非常明亮3．夏天雨后荷叶上的水珠看起来格外透亮，晶莹剔透，对这一现象有下列不同的解释，其中正确的是（）A．水珠对光有聚集作用，起到了类似凸透镜的作用，所以人看到的光很强，感觉很亮B．水珠对光有发散作用，所以人看到的光增多，感觉很亮C．光从水珠射向底下的荷叶时，在到达水与空气膜的交界处，一部分光发生了全反射D．从空气射向水珠时，在空气与水交界处一部分光发生了全反射..4．光导纤维的内部结构由内芯和外套组成，它们的材料不同，光在内芯中传播，则（）A．内芯的折射率比外套大，光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小，光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小，光在内芯与外套的界面上发生折射D．内芯和外套的折射率相同，外套的材料韧性较强，起保护作用5．下列现象中属于光的全反射现象的是（）A．阳光照射存肥皂泡上,常看到肥皂泡上有彩.色花纹B．玻璃中的气泡,有时看上去特别明亮C．在阳光下用白纸对着凹镜前后移动时,在一定距离处纸上会出现耀眼的光斑D．飞机在阳光下作特技飞行时,有时会看到飞机突然变得非常明亮6． 2008年奥运会上，光纤通信网将覆盖所有奥运场馆，为各种比赛提供安全、可靠的通信服务，光纤通信是利用光的全反射将大量信息高速传输．若采用的光导纤维是由内芯和包层两层介质组成，下列说法中正确的是（）A．内芯和包层折射率相同，折射率都大B．内芯和包层折射率相同，折射率都小C．内芯和包层折射率不同，包层折射率较小D．内芯和包层折射率不同，包层折射率较大7．下列说法正确的是（）A．光导纤维利用的是光的全反射现象B．雨后天空的彩虹是光的干涉现象C．光电效应现象表明光具有粒子性，从而否定了光的波动性D．白炽灯发光的光谱是明线光谱8．已知某种无色透明液体对红、绿、蓝色光的折射率分别为1.512、1532、1.534,如果这些光以相同的入射角由液体射向液体与空气的交界面,并且入射角等于绿光的临界角,从液体上方观察,液体将呈现_________色.9．酷热的夏天，在平坦的柏油公路上，你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影．但当你靠近“水面”时，它却随你靠近而后退．对此现象正确的解释是（）A．出现的是“海市蜃楼”，是由于光的折射造成的B．“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉C．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率大，发生全反射D．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率小，发生全反射10．下列说法正确的是（）A．在水中的鱼斜向上看岸边的物体时，看到的物体将比物体所处的实际位置高B．光纤通信是一种现代通信手段，光纤内芯的折射率比外壳的大C．水中的气泡，看起来特别明亮，是因为光线从气泡中射向水中时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故D．全息照相主要是利用了光的衍射现象E.沙漠蜃景和海市蜃楼都是光的全反射现象参考答案：1．答案： A解析： C=arc(sin1/n)红黄绿蓝的n依次增大，C一次减小则绿光一定全反射2．答案： B解析：阳光照射下水面上的油膜呈现彩色是干涉现象，A错；一束白光通过三棱镜形成彩色光带是光的色散，C错；在阳光下飞机有时看起来非常明亮是光的反射现象，D错；B对；3．答案： C解析：水珠看起来格外透亮，晶莹剔透，肯定是进入人眼的光线较多，这是因为光从水珠射向底下的荷叶时，在到达水与空气膜的交界处，一部分光发生了全反射故选C4．答案： A解析：发生全反射的条件是光由光密介质射入光疏介质，所以内芯的折射率大．且光传播在内芯与外套的界面上发生全反射．故选：A5．答案： B6．答案： C解析：光线在内芯和包层的界面上发生全反射，知光从光密介质进入光疏介质，则内芯的折射率大于包层的折射率，即包层折射率较小．故C正确，ABD错误．故选C．7．答案： A解析： A、光导纤维利用的是光的全反射现象，A正确；B．雨后天空的彩虹是光的折射现象，B错误；C．光电效应现象表明光具有粒子性，但不否定光的波动性，C错误D．白炽灯发光的光谱是连续光谱，D错误8．答案：红9．答案： D解析：酷热的夏天地面温度高，地面附近空气的密度小，空气的折射率下小上大，远处车、人反射的太阳光由光密介质射入光疏介质发生全反射，选项D正确．10．答案： ABE解析：【考点】：全反射；光的衍射．【分析】： A、根据光的折射，得出潜水员看到的高度和实际高度的关系；B．光在光纤中发生全反射，通过全反射的条件比较光纤内芯和外壳折射率的大小关系．C．水中的气泡，看起来特别明亮，是因为光线从水射入气泡发生全发射的缘故．D．全息照相利用光的干涉现象；E、沙漠蜃景和海市蜃楼都是光的全反射现象．解：A、景物的光斜射到水面上，由光发生折射的条件知，会发生折射现象，当光进入水中后靠近法线，射入潜水员眼睛，而潜水员由于错觉，认为光始终沿直线传播，逆着光的方向看上去而形成的虚像，所以比实际位置高．故A正确．B．发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，则光纤的内芯折射率大于外壳的折射率．故B 正确．C．水中的气泡，看起来特别明亮，是因为光线从水射入气泡发生全发射的缘故．故C错误．D．全息照相利用光的干涉现象．故D错误；E、海市蜃楼、沙漠蜃景都是由于光的折射和全反射而产生的，故E正确．故选：ABE．【点评】：本题考查了光的折射定律以及全反射的条件，掌握光的全反射与折射的区别，理解光的干涉原理及条件．。
人教版高中物理选修(2-3)《全反射 光导纤维》ppt课件1
光纤的特点
损耗低
在同轴电缆组成的系统中，最好的电缆在传 输800MHz信号时，每公里的损耗都在40dB以上。 相比之下，光导纤维的损耗则要小得多，传输 1.31μm的光，每公里损耗在0．35dB以下若传输 1．55μm的光，每公里损耗更小，可达0．2dB以 下。这就比同轴电缆的功率损耗要小一亿倍，使其能 传输的距离要远得多。此外，光纤传输损耗还有两个 特点，一是在全部有线电视频道内具有相同的损耗， 不需要像电缆干线那样必须引人均衡器进行均衡；二 是其损耗几乎不随温度而变，不用担心因环境温度变 化而造成干线电平的波动。
1930年
年
人们曾经发现，光能沿着从酒桶中喷出的 细酒流传输；人们还发现，光能顺着弯曲的玻 璃棒前进。这是为什么呢？难道光线不再直进 了吗？ 这些现象引起了丁达尔的注意，经 过他的研究，发现这是全反射的作用， 即光从水中射向空气，当入射角大于某 一角度时，折射光线消失，全部光线都 反射回水中。表面上看，光好像在水流 中弯曲前进。实际上，在弯曲的水流里， 光仍沿直线传播，只不过在内表面上发 生了多次全反射，光线经过多次全反射 向前传播。 这为光导纤维的产生奠定了 理论基础。
护套
护套即为外壳部分，光线入射二种不同介质时 发生反射及折射现象，利用全反射，我们可很 轻易的使用光纤来改变光的行进方向，且在过 程中，光的损耗最小。为使光线能在核心中传 送，因此光线需依全反射方式行进，所以核心 部份之折射率须比外壳之折射率大。除此之外， 如果我们希望光线能在核心入射外壳介质时发 生全反射现象，那么光线在入射进光纤时其入 射角亦不能太大 。
重量轻
因为光纤非常细，单模光纤芯线直径一般 为4um～10um，外径也只有125um，加上防水层、 加强筋、护套等，用4～48根光纤组成的光缆直 径还不到13mm，比标准同轴电缆的直径47mm要小 得多，加上光纤是玻璃纤维，比重小，使它具有 直径小、重量轻的特点，安装十分方便.
新教材高中物理第四章光2全反射课件新人教版选择性必修第一册
酒精来说是光疏介质；由v＝
c n
可知，光在光密介质中的速度较小．故
B、D正确．
全反射的应用
1．全反射棱镜 截面为等腰直角三角形的棱镜，利用全反射_改__变__光__的__方__向__． 2．光导纤维 由折射率__较__大____的内芯和折射率___较__小___的外套组成，光传播时 在内芯与外套的界面上发生_全__反___射__．
变式1 光线在空气和玻璃的分界面上发生全反射的条件是 ( ) A．光从空气射到分界面上，入射角足够小 B．光从空气射到分界面上，入射角足够大 C．光从玻璃射到分界面上，入射角足够大 D．光从玻璃射到分界面上，入射角足够小 【答案】C 【解析】全反射是光从光密介质向光疏介质入射时入射角足够大时 才会发生的，玻璃是光密介质，空气是光疏介质，故C正确，A、B、D错 误．
对岸山峰和天空的倒影，水面下的景物则根本看不到．下列说法中正确
的是
()
A．远处山峰的倒影非常清晰，是因为山峰的光线在水面上发生了 全反射
B．光线由水射入空气，光的波速变大，波长变小 C．远处水面下景物的光线射到水面处，入射角很大，可能发生了 全反射，所以看不见 D．近处水面下景物的光线射到水面处，入射角较小，反射光强而 折射光弱，因此有较多的能量射出水面而进入人眼中 【答案】C
(3)光导纤维的应用：携带着数码信息、电视图像、声音等的光信号 沿着光纤传输到很远的地方，实现光纤通信．
素养点评：本探究通过对全反射应用的研究，培养“科学态度与责 任”素养．
光导纤维 精练3 由于激光是亮度高、平行度好、单色性好的相干光，所以 光导纤维中用激光作为高速传输信息的载体．要使射到粗细均匀的圆形 光导纤维一个端面上的激光束都能从另一个端面 射出，而不会从侧壁“泄漏”出来，光导纤维所 用材料的折射率至少应为多少？
高中物理选修3-4“光的全反射 光导纤维”知识点
高中物理选修3-4知识点
光的全反射光导纤维
i越大，γ越大，折射光线越来越弱，反射光越来越强。
1）全反射：
光疏介质和光密介质：折射率小的介质叫光疏介质，折射率大的介质叫光密介质。
注意：光疏和光密介质是相对的。
全反射是光从光密介质射向光疏介质时，折射光线消失（γ=900），只剩下反射光线的现象。
2）发生全反射的条件：
①光必须从光密介质射向光疏介质
②入射角必须大于（或等于）临界角
3）临界角
1 sin c
n
4）应用
①全反射棱镜
形状：等腰直角三角形
原理：如图
条件：玻璃折射率大于1.4
优点：比平面镜反射时失真小
②光导纤维：折射率大的内芯、折射率小的外套P71光导纤维P72做一做
时间计算中注意光的路程不是两地距离及光在介质中的速度不是光速
③海市蜃楼：
沙漠：倒立虚像；海洋：正立虚像
1。
新教材高中物理第四章光2全反射练习含解析新人教版选择性必修第一册
全反射基础巩固练25分钟·满分60分一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1．(2020·四川省宜宾四中高二下学期期中)光导纤维的结构如图,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( A )A．内芯的折射率比外套大,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：发生全反射的条件是光由光密介质射入光疏介质,所以内芯的折射率大。
且光传播在内芯与外套的界面上发生全反射。
故选A。
2．(2020·内蒙古包头九中高二下学期期末)自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理,它虽然本身不发光,但在夜间骑行时,从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后,会有较强的光被反射回去,使汽车司机注意到前面有自行车,尾灯由透明介质制成,其外形如图甲所示,下面说法正确的是( C )A．汽车灯光从左面射过来,在尾灯的左表面发生全反射B．汽车灯光从左面射过来,在尾灯的右表面发生全反射C．汽车灯光从右面射过来,在尾灯的左表面发生全反射D．汽车灯光从右面射过来,在尾灯的右表面发生全反射解析：我们从题图中取一个凸起并作出一条光路如图所示。
由图可知,每一部分相当于一块全反射棱镜,要想让后面的司机看到反射光,因此光只能从右侧(直边)射入,经过尾灯左表面反射回去,故选项C正确,A、B、D错误。
3．(2021·湖北省襄阳市第四中学高二下学期月考)一束光线穿过介质1、2、3时,光路如图所示,则( C )A ．介质1的折射率最大B ．介质2是光密介质C ．光在介质2中的速度最大D ．当入射角由45°逐渐增大时,在2、3分界面上可能发生全反射解析：由图可知,光从介质1射入介质2中折射角大于入射角,则n 1＞n 2。
2017-2018学年 物理 人教版 选修2-3 1.2全反射 光导纤维 同步练习
一、单选题2017-2018学年 物理 人教版 选修2-3 1.2全反射 光导纤维 同步练习1. 下列说法中正确的是A. 分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，蓝光的条纹间距宽B. 光纤通信利用了光的全反射的原理C. 肥皂泡呈现彩色条纹是由光的折射现象造成的D. 动车组高速行驶时，在地面上测得车厢的长度明显变短2. 两种单色光由玻璃射向空气时发生了全反射，临界角分别为、且，、分别表示玻璃对这两种单色光的折射率，、分别表示这两种单色光在玻璃中的传播速度，则（ ）A ．，B ．，C ．，D ．，3. 如图所示，细束光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a 、b 、c 三束单色光比较a 、b 、c 三束光，可知B ．当它们在真空中传播时，a 光的速度最大A ．若它们都能使某种金属产生光电效应，c 光照射出光电子的最大初动能最大C．分别用这三种光做光源，使用同样的装置进行双缝干涉实验，a光的干涉条纹中相邻亮纹的间距最小D．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大4. 潜水员在水深为h的地方向水面张望，发现自己头顶上有一圆形亮斑，如果水对空气的临界角为C，则此圆形亮斑的直径是A．B．C．D．5. 1966年华裔科学家高锟博士提出一个理论：直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来做为光的波导来传输大量信息，43年后高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖，他被誉为“光纤通讯之父”．以下哪个实验或现象的原理和光导纤维是相同的（）A．图甲中，弯曲的水流可以导光B．图乙中，用偏振眼镜看3D电影，感受到立体的影像C．图丙中，阳光下的肥皂薄膜呈现彩色D．图丁中，白光通过三棱镜，出现色散现象6. 用a、b两束单色光分别照射同一双缝干涉装置，在距双缝恒定距离的屏上得到如图示的干涉图样，其中甲图是a光照射时形成的，乙图是b光照射时形成的则关于a、b两束单色光，下述正确的是A．a光光子的能量较大B．在水中a光传播的速度较大C．若用a光照射某金属时不能打出光电子，则用b光照射该金属时一定打不出光电子D．若将a、b两种色光以相同的入射角从水中射向空气，b光刚好发生全反射，则a光一定发生了全反射二、填空题三、多选题7. 用同一光电管研究a 、b 两种单色光产生的光电效应，得到光电流I 与光电管两极间所加电压U 的关系如图.则这两种光()A ．照射该光电管时a 光使其逸出的光电子最大初动能大B ．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a 光的临界角大C ．通过同一装置发生双缝干涉，a 光的相邻条纹间距大D ．通过同一玻璃三棱镜时，a 光的偏折程度大8. 某摄影师用相机抓拍到的某旅游景区的照片，对该照片和摄影师拍摄过程中涉及的光学知识，下列理解正确的是________A ．图中的景物在水中的像不是实际光线会聚而成的B ．由于景物发出的光在平静的湖面上发生全反射，所以景物在水中的像看起来很亮C ．从相机中看不见湖面下物体的原因，可能是湖面下物体发出的光在湖面发生了全反射D ．如果摄影师向湖面靠近，从相机中仍不能看到湖面下的物体E ．如果摄影师远离湖面，从相机中一定看不到湖面下的物体9. 黄、红、绿三种单色光以相同的入射角到达介质和空气的界面若黄光恰好发生全反射，则A ．红光一定能发生全反射B ．绿光一定能发生全反射C ．红光在介质中的波长比它在空气中的波长短D ．三种单色光相比，绿光在该介质中传播的速率最大10. 如图所示，a ，b 为两束不同频率的单色光，以的入射角射到玻璃砖的上表面，直线与玻璃砖垂直且与其上表面交于N 点，入射点A 、B 到N 点的距离相等经玻璃砖上表面折射后两束光相交于图中的P 点，则下列说法正确的是( )A．a光在玻璃砖中的折射率大于b光在玻璃砖中的折射率B．在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度C．增大入射角入射角始终小于，则a光在玻璃砖的下表面先发生全反射D．对同一双缝干涉装置，a光的干涉条纹比b光的干涉条纹间距大11. 在光纤制造过程中，由于拉伸速度不均匀，会使得拉出的光纤偏离均匀的圆柱体，而呈现圆台形状如图所示．已知此光纤长度为L，圆台对应底角为，折射率为n，真空中光速为c．现光从下方垂直射入下台面，则A．光从真空射入光纤，光子的频率不变B．光通过此光纤到达小截面的最短时间为C．从上方截面射出的光束一定是平行光D．若满足，则光在第一次到达光纤侧面时不会从光纤侧面射出12. 下述现象哪些是由于全反射造成的A．露水珠或喷泉的水珠，在阳光照耀下格外明亮B．烈日下飞机看起来有时特别刺眼C．用光导纤维传输光信号、图象信号D．在盛水玻璃杯中放一空试管，用灯光照亮玻璃杯侧面，在水面上观察水中的试管，看到试管壁特别明亮四、解答题13. 如图所示为一直角三棱镜的截面，，，现有一束单色光垂直照射到AC面上，从O点进入，经AB面反射，在BC面上折射光线与入射光线的偏向角为。
高中物理选修3-4“光的全反射 光导纤维”知识点
高中物理选修3-4知识点
光的全反射光导纤维
i越大，γ越大，折射光线越来越弱，反射光越来越强。
1）全反射：
光疏介质和光密介质：折射率小的介质叫光疏介质，折射率大的介质叫光密介质。
注意：光疏和光密介质是相对的。
全反射是光从光密介质射向光疏介质时，折射光线消失（γ=900），只剩下反射光线的现象。
2）发生全反射的条件：
①光必须从光密介质射向光疏介质
②入射角必须大于（或等于）临界角
3）临界角
1 sin c
n
4）应用
①全反射棱镜
形状：等腰直角三角形
原理：如图
条件：玻璃折射率大于1.4
优点：比平面镜反射时失真小
②光导纤维：折射率大的内芯、折射率小的外套P71光导纤维P72做一做
时间计算中注意光的路程不是两地距离及光在介质中的速度不是光速
③海市蜃楼：
沙漠：倒立虚像；海洋：正立虚像
1。
2017-2018学年高考物理专题16几何光学备考强化训练42光的全反射光导纤维新人教版
强化训练42全反射临界角光导纤维本套强化训练搜集近年来各地高中物理高考真题、模拟题及其它极有备考价值的习题等筛选而成。
其主要目的在于：深刻理解临界角和全反射等几何光学的概念和规律，结合光的折射率、折射定律，棱镜及色散等知识，掌握解决全反射、光导纤维等的一类问题的基本方法，以提高我们综合分析此类物理问题的能力。
全卷19题，总计120分，选做题14道备用。
一、破解依据欲解决此类问题，试归纳以下几条依据：㈠直线传播：光在同一种均匀介质中是直线传播的。
即“一面二侧三等大，光路可逆” ■㈡光的反射：⑴反射定律：反、入射光线、界面、法线位于同一平面内；反、入射光线位于界面“同侧”、法线的“异侧”；并且，i二r，其中，i、r分别为反、入射角。
⑵平面镜成像特点：“虚像，等大，等距离，与镜面对称。
”物体在水中倒影是虚像，属光的反射现象。
㈢光的折射：⑴折射定律：折、入射光线、界面、法线位于同一平面内，折、入射光线皆位于界面、法线的“异侧”；并且，sini/sinr二压^口.其中，i、r分别为入、折射角，n?、n i分别为介质n>i的绝对折射率。
⑵折射率：反映折射光线的偏折程度。
其大小为：n = c v = 'o，'。
㈣全反射：⑴特点：光疏射入光密，折射角较小；光密射入光疏，折射角较大。
⑵条件：当光从介质射入空气（或真空）时，当i _C而，亦即入射角i等于或大于临界角C,光将全部返回到原介质中。
⑶临界角：sin C=1 n注：反射、折射、全反射的光路皆为可逆的一一“光路的可逆性。
二、精选习题㈠选择题（每小题5分，共55分）1.（14浙江）关于下列光学现象，说法正确的是（）A. 水中蓝光的传播速度比红光快B. 光从空气射入玻璃时可能发生全反射C. 在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D. 分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽2..（14开封联考）下列有关光纤及光纤通信的说法正确的是（）A. 光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小B. 光在光纤中的传输利用了全反射的原理C. 光纤通信是一种以光波为传输介质的通信方式，光波按其波长长短，依次可分为红 外线光、可见光和紫外线光，但红外线光和紫外线光属不可见光，它们都不可用来传输信息D. 光波和无线电波同属电磁波，光波的频率比无线电波的频率低，波长比无线电波的 波长大，在真空中传播的速度都约为3.0 x 108 m/s3. （14四川）如图-1所示,口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球 ，则（ ）A. 小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B. 小球所发的光能从水面任何区域射出C. 小球所发的光从水中进入空气后频率变大D. 小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大4.. （15龙岩综测）一束红色的细光束由真空沿着径向射入一块半圆柱形透明体，如图-2 （ a ）所示，对其射出后的折射光线的强度进行记录，发现折射光线的强度随着0的变化而变化，如图-2 （ b ）的图线所示。
高中物理 第四章 第二节 光的全反射 第三节 光导纤维及其应用同步练测 鲁科版选修34
第二节光的全反射第三节光导纤维及其应用建议用时实际用时满分实际得分90分钟100分一、选择题（本题包括8小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共32分）1.关于全反射，下列说法中正确的是（）A.发生全反射时，仍有折射光线，只是折射光线非常弱，因此可以认为不存在折射光线只存在反射光线B.光线从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射现象C.光线从光疏介质射向光密介质时，不可能发生全反射现象D.水或玻璃中的气泡看起来特别亮，就是因为光从水或玻璃射向气泡时，在界面发生全反射2.已知介质对某单色光的临界角为，则（）A.该介质对此单色光的折射率等于B.此单色光在该介质中的传播速度等于·sin（是真空中的光速）C.此单色光在该介质中的波长是在真空中波长的sin 倍D.此单色光在该介质中的频率是在真空中频率的倍3.光在某种介质中的传播速度为1.5×108 m/s，光从此介质射向空气并发生全反射时的临界角是（）A.15°B.30°C.45°D.60°4.(北京高考)光导纤维的结构如图1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1A.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5.光线在空气与水的交界面处发生全反射的条件是( )A.光由空气射入水中，入射角足够大B.光由空气射入水中，入射角足够小C.光由水中射入空气，入射角足够大D.光由水中射入空气，入射角足够小6.一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°.图2所示的四个光路中，正确的是( )图27.在医学上，光导纤维可以制成内窥镜,用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部.内窥镜有两组光导纤维，一组用来把光输送到人体内部，另一组用来进行观察.光在光导纤维中的传输利用了（）A.光的折射B.光的衍射C.光的干涉D.光的全反射8.（2009·浙江理综）如图3所示，有一束平行于等边三棱镜截面的单色光从空气射向点，并偏折到点.已知入射方向与边的夹角为=30°，分别为边的中点，则( )图3A.该棱镜的折射率为B.光在点发生全反射C.光从空气进入棱镜，波长变小D.从点出射的光束与入射到点的光束平行二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上）9.（广东高考）光纤通信中，光导纤维传递光信号的物理原理是利用光的现象.要发生这种现象，必须满足的条件是：光从光密介质射向，且入射角等于或大于 .10.潜水员在水深处为的地方向水面观望时，发现整个天空及远处地面的景物均呈现在水面处的圆形区域内，已知水的临界面为，则所观察到的圆形半径为 .三、计算题（本题共4小题，共56分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）11.（11分）如图2所示，粗细均匀的长直光导纤维被固定于水平面内，要使从光导纤维左侧端面射入的任何光线只能从光导纤维的右侧端面射出，则光导纤维的折射率应满足什么条件？图212.（12分）在一个圆形轻木塞的中心插上一根大头针，然后把它倒放在水面上，调节针插入的深度，使观察者不论在什么位置都刚好不能看到水面下的大头针，如图3所示，量出针露出的长度为，木塞的半径为，求水的折射率.图313.（11分）一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图10为过轴线的截面图，调整入射角，使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射.已知水的折射率为，求sin的值.图1014.（11分）为从军事工事内部观察外面的目标，在工事壁上开一长方形孔，设工事壁的厚度=34.64 cm ，孔的宽度=20 cm，孔内嵌入折射率=的玻璃砖，如图11所示，试问：(1)嵌入玻璃砖后，工事内部人员观察到外界的视野的最大张角为多少？(2)要想使外界180°范围内景物全部被观察到，则应嵌入多大折射率的玻璃砖？图11 15.（11分）（山东理综）图12表示两平面平行玻璃砖的截面图，一束平行于边的单色光入射到界面上，是其中的两条平行线.光线在玻璃砖中的光路已给出.画出光线从玻璃砖中首次出射的光路图，并标出出射光线与界面法线夹角的度数.图12第二节光的全反射第三节光导纤维及其应用答题纸得分：一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8答案二、填空题9． 10.三、计算题1112.1314.15.第二节光的全反射第三节光导纤维及其应用参考答案一、选择题1.CD 解析：全反射发生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时发生的现象，发生全反射时全部光线均不进入光疏介质.2.ABC3.B4.A 解析：光导纤维的内芯折射率大于外套的折射率，光在由内芯射向外套时，在其界面发生全反射，从而使光在内芯中传播，故A正确.5.C 解析：发生全反射的条件为：（1）光线从光密介质射向光疏介质；（2）入射角大于或等于临界角.光线从介质射向真空时的临界角为6.A 解析：sin ＜sin 45°,所以＜45°，所以发生全反射.7.D 解析：光导纤维，简称光纤，是利用全反射的原理来传播光信号的，通常光纤是由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯和外套的界面上发生全反射.8.AC 解析：由几何关系可推理得入射角=60°，折射角30°，由，A对；由sin ，临界角>30°，故在点不发生全反射，B错；由知光进入棱镜波长变小，C对；点出射的光束与边的夹角为30°，不与入射光线平行，D错.故选A、C.二、填空题9.全反射光疏介质临界角10.tan θ三、计算题11.≥解析：射入光导纤维的任何光线只能从右侧端面射出，表明光线在光导纤维侧面上发生全反射，作出光线在光导纤维内的传播光路，如图13所示.图13据几何关系得：=90°①显然最大时，取最小值由知，当 90°时 ,取最大值，即等于临界角C.将C，=代入①式可得：+=90°②欲使射到侧面的光线都发生全反射，须满足：≥③据临界角定义可得：④由②③④可得：≥.12.解析：在调节针插入的深度后，使观察者不论在什么位置都刚好不能看到水下的大头针，这个现象是光的全反射现象.产生全反射的条件有两条：（1）光从光密介质射向光疏介质;(2)入射角大于或等于临界角.当光从某种物质射向真空（或空气）时其临界角为sin ,=arcsin (为介质对光的折射率)作图14,当发出的光到达点时恰以临界角入射，因此sin ，在△中：tan ,而由此求得.图1413.解析：当光线在水面发生全反射时，有：sin ①当光线从左侧射入时，由折射定律得：②联立①②式，代入数据可得sin =.14.(1)120° (2)2解析：如图15所示.已知=34.64 cm,=20 cm,tan =≈,所以=30°.（1）由折射定律有,得=60°.即视野的最大张角为120°.(2)要使视野的张角为180°，即=90°，由折射定律有,所以 2.图1515.见解析解析：根据光线在面上的入射角和折射角可知.设此玻璃砖的临界角为C.则sin ,arcsin45°光线在面上的入射角由几何关系可知为75°，75°45°，故光线在面上发生全反射，射至面上的入射角可由几何关系求出为30°,30°45°，故可从面射出，根据折射定律可求出出射光线与界面法线的夹角为45°，光路图如图16所示.图16。
高二物理全反射 光导纤维试题
高二物理全反射光导纤维试题1.已知某介质的折射率，一束光从该介质射入空气时入射角为60°，其正确的光路图如图1中哪一幅所示？ [ ]【答案】D【解析】该介质相对于空气属于光密介质，从公式中可以判断出，即全反射的临界角为C=45°，而题中的入射角为60°，所以光从介质射入空气时会发生全反射现象思路分析：当光从光密介质射入光疏介质的时候注意入射角跟临界角，然后根据反射定律，折射定律做出光路图试题点评：本题容易将全反射现象忽略掉，作出光的折射光路图2.主截面为等边三角形的三棱镜，临界角为45°，光线从它的一面垂直入射，在图3所示的a，b，c三条出射光线中正确的是 [ ]A．a B．b C．c D．都不正确【答案】C【解析】当光线从它的一面垂直入射，射到一条直角边时，入射角为45°，光线将发生全反射，根据反射定律光线射到另一条直角边时的入射角为45°，不会发生折射现象，光线将沿c传播，故选C，思路分析：结合全反射定律，反射定律分析试题点评：本题考查了全反射定律，和反射定律，本题是一道生活中常利用的改变光路的仪器的原理3.某玻璃的临界角为42°，当在玻璃中的某一光线射到玻璃与空气的分界面时，若入射角略小于临界角，则光线在空气中的折射角应为[ ]A．小于42°B．小于60°C．小于90°D．无折射光线【答案】C【解析】当入射角等于临界角时相当于折射角等于90°，若入射角略小于临界角光线还会发生折射现象，只不过比较弱，根据折射定律可得折射角比较大，但光线在空气中的折射角小于90°，思路分析：根据折射定律分析，只要入射角达不到临界角，一定会存在折射光线，试题点评：本题考查了全反射的条件和折射定律4.用临界角为42°的玻璃制成的三棱镜ABC，∠B=15°，∠C=90°，一束光线垂直AC面射入，如图5它在棱镜内发生全反射的次数为 [ ]A．2次B．3次C．4次D．5次【答案】B【解析】如图，第一次入射到AB面上时，入射角为75°大于临界角，发生第一次全反射；第二次入射到BC面上入射角为60°仍大于临界角，发生第二次全反射；第三次入射到AB面上入射角为45°仍大于临界角，发生第三次全反射；第四次入射到BC面上入射角为30°小于临界角，将有光线从界面射出.所以共发生全反射次数为3次.思路分析：根据每次射到界面上的入射角和全反射角的关系判断试题点评：当光从光密介质射入光疏介质中时，入射角大于全反射角时，光线会发生全反射5.对棱镜色散的下列说法中，正确的是 [ ]A．棱镜对各单色光的折射率不同B．红光比蓝光先通过棱镜C．黄光比绿光偏转的角度小D．在棱镜中，速度大的单色光偏转角也大【答案】ABC【解析】七色光在同一种介质中传播时波长越长，该介质对光的折射率越小，七种光的波长不同，所以棱镜对各单色光的折射率不同，A正确，棱镜对红光的折射率最小，所以根据公式可得红光在棱镜中的传播速度最大，故红光比蓝光先通过棱镜，B正确，黄光的波长大于绿光的波长，所以棱镜对黄光的折射率比棱镜对绿光的折射率小，所以黄光比绿光偏转的角度小，C正确，根据公式可得速度大，折射率小，所以D错误，思路分析：七色光在同一种介质中传播时波长越长，该介质对光的折射率越小，根据公式分析试题点评：对于七种光的波长顺序一定要记清楚，6.在水底同一深度处并排放置着红、黄、绿、蓝、紫五只球，人在水面正上方竖直俯视，感觉最浅的是： [ ]A．紫色球B．红色球C．黄色球D．一样深浅【答案】A【解析】单色光的波长越长，在同一种介质中传播时，介质对该单色光的折射率越小，所以紫光的波长最短，水对紫光的折射率最大，根据光路可逆性画出光路图，可得这几种颜色的光射入空气中的折射角越大，人感觉越浅，所以人感觉到紫色球最浅，选A，思路分析：单色光的波长越长，在同一种介质中传播时，介质对该单色光的折射率越小，几种颜色的光射入空气中的折射角越大，人感觉越浅，试题点评：画出光路图可方便人解决问题7.一束白光射到玻璃三棱镜的一个面上后发生色散现象，图8的光路图中，不符合实验事实的是[ ]【答案】A【解析】白色光经过三棱镜后产生色散现象，在光屏由上至下依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫．由于紫光的折射率最大，所以偏折最大；红光的折射率最小，则偏折程度最小．紫光向底边偏折大．所以选A，思路分析：太阳光是复色光，经过三棱镜后由于折射率不同，导致偏折程度不同试题点评：从中发现，可见光是复色光，同时得出在介质中，紫光的折射率最大，红光的折射率最小．8.太阳光经三棱镜后将得到一彩色光带，按折射率从小到大的顺序排列应是________，其中偏折角最大的是____光。
2018年高考物理一轮复习 专题57 光的折射 全反射 光导纤维(讲)(含解析)
专题57 光的折射 全反射 光导纤维1.理解折射率的概念，掌握光的折射定律.2.掌握全反射的条件，会进行有关简单的计算．1． 折射现象光从一种介质斜射进入另一种介质时传播方向改变的现象． 2． 折射定律(1)内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比．(2)表达式：n =21sin sin θθ (3)在光的折射现象中，光路是可逆的． 3． 折射率(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量． (2)定义式：21sin sin θθ=n (3)计算公式：vcn =，因为v <c ，所以任何介质的折射率都大于1. (4)当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射角小于折射角． 4． 全反射现象(1)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．(2)现象：折射光完全消失，只剩下反射光．5． 临界角：折射角等于90°时的入射角，用C 表示，sin C ＝n1. 6． 光的色散(1)光的色散现象：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象．(2)光谱：含有多种颜色的光被分解后，各种色光按其波长的有序排列． (3)光的色散现象说明： ①白光为复色光；②同一介质对不同色光的折射率不同，频率越大的色光折射率越大； ③不同色光在同一介质中的传播速度不同，波长越短，波速越慢． (4)棱镜①含义：截面是三角形的玻璃仪器，可以使光发生色散，白光的色散表明各色光在同一介质中的折射率不同．②三棱镜对光线的作用：改变光的传播方向，使复色光发生色散．考点一 折射定律的理解与应用 解决光的折射问题的一般方法： (1)根据题意画出正确的光路图．(2)利用几何关系确定光路中的边、角关系，确定入射角和折射角． (3)利用折射定律建立方程进行求解． ★重点归纳★1． 玻璃砖对光路的控制两平面平行的玻璃砖，出射光线和入射光线平行，且光线发生了侧移，如图所示．2． 三棱镜对光路的控制(1)光密三棱镜：光线两次折射均向底面偏折，偏折角为δ，如图所示．(2)光疏三棱镜：光线两次折射均向顶角偏折． (3)全反射棱镜(等腰直角棱镜)，如图所示．①当光线从一直角边垂直射入时，在斜边发生全反射，从另一直角边垂直射出(如图甲)． ②当光线垂直于斜边射入时，在两直角边发生全反射后又垂直于斜边射出 (如图乙)，入射光线和出射光线互相平行．特别提醒 不同颜色的光的频率不同，在同一种介质中的折射率、光速也不同，发生全反射现象的临界角也不同．★典型案例★如图所示，ABC 是三棱镜的一个截面，其折射率为 1.5n =，现有一细束平行与截面的光线沿MN 方向射到棱镜的AB 面上的N 点，2AN NB cm ==，入射角的大小为，且sin 0.75i =，已知真空中的光速8/3.010c m s =⨯，求：①光在棱镜中传播的速率；②此束光进入棱镜后从棱镜射出的方向和位置（不考虑AB 面的反射）。
物理1.2全反射光导纤维练习新人教版选修2-3(2021年整理)
2017-2018学年物理1.2 全反射光导纤维同步练习新人教版选修2-3 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2017-2018学年物理1.2 全反射光导纤维同步练习新人教版选修2-3）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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1.2 全反射光导纤维同步练习一、单选题1.下列说法中正确的是A。
分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，蓝光的条纹间距宽B. 光纤通信利用了全反射的原理C。
肥皂泡呈现彩色条纹是由光的折射现象造成的D. 动车组高速行驶时，在地面上测得车厢的长明显变短【答案】B【解析】解：A、双缝干涉实验中条纹间距与波长成正比，由于红色光的波长比蓝色光的波长大，所以相邻红光干涉条纹间距大于相邻紫光干涉条纹间距,故A错误；B、光纤通信利用了全反射的原理，故B错误;C、肥皂泡呈现彩色是光在前后膜的反射光叠加产生的干涉形成的,故C错误；D 、根据狭义相对论可知，当列车的；速度接近光速时，沿着速度方向长度才明显变短故D错误；故选：B2.两种单色光由玻璃射向空气时发生了全反射，临界角分别为、，且、分别表示玻璃对这两种单色光的折射率,、分别表示这两种单色光在玻璃中的传播速度，则A。
，B。
，C。
， D. ，【答案】B【解析】解：根据光的全反射，临界角与折射率的关系,，则有．因，故；又,，所以只有B正确，ACD错误．故选B3.如图所示，细束光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c 三束单色光比较a、b、c三束光，可知A. 若它们都能使某种金属产生光电效应，c光照射出光电子的最大初动能最大B。
人教版高中物理选择性必修第一册同步培优第四章光第2节全反射
2.全反射基础巩固1.在医学上,光导纤维可以制成内窥镜,用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部。
内窥镜有两组光导纤维,一组用来把光输送到人体内部,另一组用来进行观察。
光在光导纤维中的传输利用了()A.光的折射B.光的衍射C.光的干涉D.光的全反射答案:D解析:光导纤维简称光纤,是利用全反射的原理来传播光信号的,通常光纤是由内芯和外套两层组成,内芯的折射率比外套的大,光传播时在内芯和外套的界面上发生全反射。
2.(多选)关于全反射,下列说法正确的是()A.发生全反射时,仍有折射光线,只是折射光线非常弱,因此可以认为不存在折射光线而只有反射光线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.光从光疏介质射向光密介质时,不可能发生全反射现象D.水或玻璃中的气泡看起来特别亮,是因为光从水或玻璃射向气泡时,在界面发生全反射答案:CD解析:发生全反射时,反射光线的能量等于入射光线的能量,没有折射光线,A错;由发生全反射的条件知B错,C对;D项中射向气泡的光线经全反射反射回来进入人眼,相对于其他物体而言有更多的光反射到人眼中,故看起来特别亮,故D对。
3.如图所示,一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖,O点为该玻璃砖截面的圆心,图中能正确描述其光路的是()答案:A解析:光只有从光密介质射向光疏介质且入射角大于等于临界角时才会发生全反射现象,而玻璃相对于空气是光密介质,故B项错;由折射定律可知,光由空气射入玻璃,入射角大于折射角,D项错;由光路可逆原理可知,光由玻璃射入空气,入射角小于折射角,C项错,故A项对。
4.右图是两个城市间光缆中的一条光导纤维的一段,光缆总长为l,它的玻璃芯的折射率为n1,外层材料的折射率为n2。
若光在空气中的传播速度近似为c,则对于光由它的一端射入经多次全反射后从另一端射出的过程,下列判断正确的是()A.n1<n2,光通过光缆的时间等于n1lcB.n1<n2,光通过光缆的时间大于n1lcC.n1>n2,光通过光缆的时间等于n1lcD.n1>n2,光通过光缆的时间大于n1lc答案:D解析:光从光密介质射入光疏介质,才可能发生全反射,故n1>n2;光在内芯传播的路程s=lsinθ,光在内芯的传播速度v=cn1,所以光通过光缆的时间t=sv=n1lcsinθ,故D正确。
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强化训练41 光的全反射 光导纤维——’17备考综合热身辅导系列山东平原一中 魏德田本套强化训练搜集近年来各地高中物理高考真题、模拟题及其它极有备考价值的习题等筛选而成。
其主要目的在于：深刻理解临界角和全反射等几何光学的概念和规律，结合光的折射率、折射定律，棱镜及色散等知识，掌握解决全反射、光导纤维等的一类问题的基本方法，以提高我们综合分析此类物理问题的能力。
全卷19题，总计120分，选做题14道备用。
一、破解依据欲解决此类问题，试归纳以下几条依据：㈠直线传播：光在同一种均匀介质中是直线传播的。
即“一面二侧三等大，光路可逆”。
㈡光的反射：⑴反射定律：反、入射光线、界面、法线位于同一平面内；反、入射光线位于界面“同侧”、法线的“异侧”；并且，/i i =，其中，i 、i /分别为反、入射角。
⑵平面镜成像特点：“虚像，等大，等距离，与镜面对称。
”物体在水中倒影是虚像，属光的反射现象。
㈢光的折射：⑴折射定律：折、入射光线、界面、法线位于同一平面内，折、入射光线皆位于界面、法线的“异侧”；并且，.sin /sin 12n n r i =其中，i 、r 分别为入、折射角,n 2、n 1分别为介质Ⅱ、Ⅰ的绝对折射率。
⑵折射率：反映折射光线的偏折程度。
其大小为：λλ0==v c n 。
㈣全反射：⑴特点：光疏射入光密，折射角较小；光密射入光疏，折射角较大。
⑵条件：当光从介质射入空气（或真空）时，当C i ≥而，亦即入射角i 等于或大于临界角C ，光将全部返回到原介质中。
⑶临界角：n C 1sin =注：反射、折射、全反射的光路皆为可逆的——“光路的可逆性。
二、 精选习题㈠选择题（每小题5分，共55分）⒈（14浙江）关于下列光学现象，说法正确的是( )A ．水中蓝光的传播速度比红光快B ．光从空气射入玻璃时可能发生全反射C ．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D ．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽 ⒉．（14开封联考）下列有关光纤及光纤通信的说法正确的是( )A ．光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小B ．光在光纤中的传输利用了全反射的原理C ．光纤通信是一种以光波为传输介质的通信方式，光波按其波长长短，依次可分为红外线光、可见光和紫外线光，但红外线光和紫外线光属不可见光，它们都不可用来传输信息D ．光波和无线电波同属电磁波，光波的频率比无线电波的频率低，波长比无线电波的波长大，在真空中传播的速度都约为3.0×108 m/s⒊(14四川)如图-1所示,口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球,则()A.小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B.小球所发的光能从水面任何区域射出C.小球所发的光从水中进入空气后频率变大D.小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大⒋．(15龙岩综测)一束红色的细光束由真空沿着径向射入一块半圆柱形透明体，如图-2（a ）所示，对其射出后的折射光线的强度进行记录，发现折射光线的强度随着θ的变化而变化，如图-2（b ）的图线所示。
下列说法正确的是（ ）A ．透明体对红光的折射率为332B ．红光在透明体中的速度大小与在真空中的相同C ．红光的折射光线的频率会随着折射光线强度的增大而增大D ．红光在透明体内发生全反射的临界角为30 图-1图-2⒌.（13四川）光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播情形可知( )A ．折射现象的出现说明光是纵波B ．光总会分为反射光和折射光C ．折射光与入射光的传播方向总是不同的D ．发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同6.( 14吉林九校)如图-3所示，真空中有一个半径为R 、质量分布均匀的玻璃球．频率为ν的细光束在空中沿直线BC 传播，于C 点经折射进入玻璃球，并在玻璃球表面的D 点又经折射进入真空中，已知∠COD =120°确的是（设c 为真空中的光速）（ ）A ．激光束的入射角︒=60αB ．改变入射角α的大小，细激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射【来源：全品…中&高*考*网】 C ．光子在射入玻璃球后，光的频率变小DE ．从C7.( 14成都)如图-4所示，块上、下表面平行的玻璃砖的厚度为L ，玻璃砖的折射率AB 射入的人射角i=60°，光在真空中的光速为c ，则( )A 折射角r=30°BCD 改变入射角i ，光在下表面CD 可能发生全发射图-3图-48.( 14武汉二中)下面有关光纤及光纤通信说法正确的是（）A、光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大B、光在光纤中传输利用了全反射的原理C、光纤通信是一种以光波为传输介质的通信方式，光波按其波长长短，依次可分为红外线光、可见光和紫外线光，但红外线光和紫外线光属不可见光，它们都不可用来传输信息D、光波和无线电波同属电磁波，光波的频率比无线电波的频率低，波长比无线电波的波长长，在真空中传播的速度大小都约为3.0×108 m/sE、光纤通讯的主要优点是容量大，此外，光纤传输还有衰减小、抗干扰性强等优点9. (15南平综测)如图-5所示，ABC为等腰棱镜，OO’是棱镜的对称轴，a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜，两束光在AB面上的入射点到D点的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，下列判断正确的是()图-5A．在同一介质中，a光光速火于b光光速B．若从同一介质射入真空，发生全反射时a光的临界角比b光大C．用同一双缝干涉实验装置观察，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距D．在真空中，a光波长大于b光波长10．(14重庆)打磨某剖面如图-6所示的宝石时,必须将OP、OQ边与轴线的夹角θ切磨在θ1<θ<θ2的范围内,才能使从MN边垂直入射的光线,在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况),则下列判断正确的是()A.若θ>θ2,光线一定在OP 边发生全反射B.若θ>θ2,光线会从OQ 边射出C.若θ<θ1,光线会从OP 边射出D.若θ<θ1,光线会在OP 边发生全反射11. （14焦作一模）彩虹是由阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次形成的．彩虹形成的示意图如图-7所示，一束白光L 由左侧射入水滴，a 、b 是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条出射光线(a 、b 是单色光)．下列关于a 光与b 光的说法中正确的是( )A ．水滴对a 光的折射率大于对b 光的折射率B ．a 光在水滴中的传播速度小于b 光在水滴中的传播速度C ．用同一台双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a 光相邻的亮条纹间距大于b 光的相邻亮条纹间距D ．a 、b 光在水滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要长E ．若a 、b 光在同一介质中，以相同的入射角由介质射向空气，若b 光能够发生全反射，则a 光也一定能够发生全反射图-6图-7㈡作图题（共5分）12.(14武昌模拟)②图-8表示两面平行玻璃砖的截面图，一束平行于CD 边的单色光入射到AC 界面上，a 、b 是其中的两条平行光线。
光线a 在玻璃砖中的光路已给出。
画出光线b 从玻璃砖中首次出射的光路图．并标出出射光线与界面法线夹角的度数。
㈢计算题（共60分）⒔(16全国Ⅰ)（10分）如图-9，在注满水的游泳池的池底有一点光源A ，它到池边的水平距离为3.0 m ．从点光源A 射向池边的光线AB 与竖直方向的夹角恰好等于全反射的临界角，水的折射率为43. (i)求池内的水深；(ii)一救生员坐在离池边不远处的高凳上，他的眼睛到池面的高度为2.0 m ．当他看到正前下方的点光源A 时，他的眼睛所接受的光线与竖直方向的夹角恰好为45°.求救生员的眼睛到池边的水平距离(结果保留1位有效数字)．⒕(14山东)（8分）如图-10,三角形ABC 为某透明介质的横截面,O 为BC 边的中点,位于截面所在平面内的一束光线自O 以角i 入射,第一次到达AB 边恰好发生全反射。
已知θ=15°,BC 边长为2L,:①入射角i;②从入射到发生第一次全反射所用的时间(设光在真空中的速度为c,可能用到: 图-8图-9sin 75=或tan152=15.(14新课标Ⅱ)（10分）一厚度为h 的大平板玻璃水平放置,其下表面贴有一半径为r 的圆形发光面。
在玻璃板上表面放置一半径为R 的圆纸片,圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上。
已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射),求平板玻璃的折射率。
16.(14海南)（7分）如图-11,矩形ABCD 为一水平放置的玻璃砖的截面,在截面所在平面内有一细束激光照射玻璃砖,入射点距底面的高度为h,反射光线和折射光线与底面所在平面的交点到AB 的距离分别为l 1和l 2。
在截面所在平面内,改变激光束在AB 面上入射点的高度和入射角的大小,当折射光线与底面的交点到AB 的距离为l 3时,光线恰好不能从底面射出。
求此时入射点距底面的高度H 。
图-1017.（14新课标Ⅰ） (9分)一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R 的半圆，AB 为半圆的直径，O 为圆心，如图-12所示．玻璃的折射率为n ＝ 2.(ⅰ)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB 上的最大宽度为多少？(ⅱ)一细束光线在O 点左侧与O 相距32R 处垂直于AB 从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置．18.(15海南)（8分）一半径为R 的半圆形玻璃砖，横截面如图-13所示。
已知玻璃的全反射临界角r （r <3π）。
与玻璃砖的底平面成（2r π-）角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上。
经柱面折射后，有部分光（包括与柱面相切的入射光）能直接从玻璃砖底面射出。
若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光，求底面透光部分的宽度。
19. (15山东)（8分）半径为R 、介质折射率为n 的透明圆柱体，过其轴线OO ’的截面如图-14所示。
位于截面所在平面内的一细束光线，以角i 0由O 点入射，折射光线由上边界的A 点射出。
当光线在O 点的入射角减小至某一值时，折射光线在上边界的B 点恰好发生全图-13图-11图-12反射。
求A 、B 两点间的距离。
(三)选做题20.(14徐州一中)如图-15为某种透明材料制成的边长为4cm ，横截面为正三角形的三棱镜，将其置于空气中，当一细光束从距离顶点A 为1cm 的D 点垂直于AB 面入射时，在AC 面上刚好发生全反射，光在真空中的速度c =3×108m/s ．求：①此透明材料的折射率；②光通过三棱镜的时间．21.(15青岛统测）(2) 如图-16所示，一透明半圆柱体折射率为n=2，半径为R 、长为L ．一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，从部分柱面射出．求该部分柱面的面积S ．22.（15大庆三检）如图-17，某透明介质的截面为直角三角形ABC ，其中∠A ＝30°，AC 边长为L ，一束单色光从AC 面上距A 为L 3的D 点垂直于AC 面射入，恰好在AB 面发图-14图-15图-16生全反射．已知光速为c. 求：①该介质的折射率n ；②该光束从射入该介质到第一次穿出经历的时间t.23.（15宝鸡三检）（9分）MN 为水平放置的光屏，在其正下方有一半圆柱形玻璃砖，玻璃砖的平面部分ab 与光屏平行且过圆心O ，平面ab 与屏间距离为m d 2.0=，整个装置的竖直截面图如图-18所示。