高中物理第四章光第三节认识光的全反射现象课棠互动学案粤教版选修34

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高中物理第四章光第四节光的干涉课棠互动学案粤教版选修34

第四节光的干涉课堂互动三点剖析1.光的干涉光的干涉：在两列光波的叠加区域，某些区域相互加强，出现亮纹，某些区域相互减弱，出现暗纹，且加强和减弱的区域相间，即亮纹和暗纹相间的现象.（1）光的干涉必须具备的条件：频率相同，振动情况总是相同.能发生干涉的两列波称为相干波，两个光源称为相干光源，相干光源可用一束光分成两列而获得.（2）相邻两亮条纹间的间距公式：Δx=d l λ，其中λ为光波波长，l 为缝到屏的距离，d 为双缝间距.2.薄膜干涉薄膜干涉：光照射在薄膜上，在前表面和后表面两个界面上均会发生反射，由于薄膜的厚度不均匀，不同位置的反射光传播的路程差不同，形成明暗相间的条纹，根据条纹的情况可以判断薄膜的厚度.增透膜是利用在薄膜两表面的反射光形成干涉相互抵消的特点，在入射光强度一定的情况下，两列反射光叠加形成暗纹，相互抵消使反射光的强度减弱，从而使透射光强度加强.3.相干光源如果两个光源发出的光能够产生干涉，这样的两个光源叫相干光源.相干光源可用同一束光分成两束而获得.要求是相同频率，振动情况相同且相差恒定.各个击破【例1】两个普通白炽灯发出的光相遇时，我们观察不到干涉条纹，这是因为( )A.两个灯亮度不同B.灯光的波长太短C.两灯光的振动情况不同D.电灯发出的光不稳定解析：一般情况下，两个不同的光源发出的光或同一个光源的不同部分发出的光振动情况往往是不同的，由点光源发出的光或同一列光分出的两列光其振动情况是相同的，故选C. 答案：C类题演练1用包括有红光、绿光、紫光三种色光的复合光做光的干涉实验，所产生的干涉条纹中，离中央亮纹最近的干涉条纹是( )A.紫色条纹B.绿色条纹C.红色条纹D.都一样近解析：本题考查干涉条纹与入射光波长之间的关系，由相邻两亮条纹间的间距Δx= d l 可知：条纹间的间距与波长成正比，故A 项正确.答案：A【例2】如图4-4-1所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光为普通光加滤光片产生的，检查中所观察到的条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的( )图4-4-1A.a 的上表面和b 的下表面B.a 的上表面和b 的上表面C.a 的下表面和b 的上表面D.a 的下表面和b 的下表面解析：关键是找到使光线发生干涉的薄膜，本题中a是样本，b是被检查的平面，而形成干涉的两束反射光是a、b间的空气薄层，所以选C答案：C类题演练2市场上有一种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物体时能使被照物体处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处.这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线，以λ表示此红外线在薄膜中的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为( ) A.λ/8 B.λ/4 C.λ/2 D.λ解析：要消除红外线的反射，必须使红外线在薄膜的两个面上反射光的路程差正好等于红外线半个波长λ/2的奇数倍，即Δs=（2k+1)λ/2，其中Δs为光在薄膜两个面上反射的路程差，即Δs=2d,Δs的最小值为λ/2,所以2d=λ/2，即薄膜的最小厚度d为λ/4，答案B 是正确的.答案：B【例3】为什么一般很难看到光的干涉现象？解答：由于不同光源发出的光频率一般不同，即使是同一光源，它的不同部位发出的光也不一定相同或相差不一定恒定.故一般情况下看不到光的干涉现象.类题演练3在做杨氏干涉实验时，用普通的白光作光源，若在双缝处把一缝用红色玻璃挡住，另一缝用绿色玻璃挡住，则屏上会出现( )A.红色光的干涉条纹B.绿色光的干涉条纹C.红绿相间的干涉条纹D.无干涉条纹，但仍有亮光答案：D。

高中物理第四章光第三节认识光的全反射现象自我小测粤教版选修3-4

认识光的全反射现象1在空气与水的交界面处发生全反射的条件是( )A．由空气射入水中，入射角足够大B．由空气射入水中，入射角足够小C．由水中射入空气，入射角足够大D．由水中射入空气，入射角足够小2两种介质交界面上发生全反射时( )A．光线一定在光密介质中B．入射角一定大于临界角C．界面相当于一个镜面D．有一部分光线进入另一种介质中3光纤通信是现代一种通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务．目前我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络．下列说法正确的是… () A．光纤通信是利用光作为载体来传递信息B．光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理C．光导纤维传递光信号是利用光的色散原理D．目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝4水中的空气泡看上去比较亮，对这一现象有以下不同的解释，其中正确的是( ) A．空气泡对光线有会聚作用，因而较亮B．空气泡对光线有发散作用，因而较亮C．从空气泡到达水中的界面处的光一部分发生全反射，因而较亮D．从水中到空气泡的界面处的光一部分发生全反射，因而较亮5光在某种介质中的传播速度为1.5×108m/s，则该介质射向真空时会发生全反射时临界角为( )A．15°B．30°C．45° D．60°6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，因此可认为不存在折射光线，而只有反射光线B．光密介质射向光疏介质时有可能不发生全反射现象C．光密介质射向光疏介质时一定产生全反射现象D．光疏介质射向光密介质时有可能发生全反射现象7光导纤维在信息传递方面有很多应用，利用光导纤维进行通信所依据的原理是( ) A．光的折射B．光的全反射C．光的干涉 D．光的色散8一束光从空气射向折射率n＝2的某玻璃表面，如图4－3－11所示，i代表入射角，则( )图4－3－11A．当i＞45°时发生全反射现象B．无论入射角i是多大，折射角r都不会超过45°C．欲使折射角r＝30°，应以i＝45°的角度入射D．当入射角i＝arctan2时，反射光线跟折射光线恰好垂直9两束不同频率的单色光a、b从空气射入水中，发生了图4－3－12所示的折射现象(α＞β)．下列结论中正确的是( )图4－3－12A．光束b的频率比光束a低B．在水中的传播速度，光束a比光束b小C．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小D．若光束从水中射向空气，则光束b的临界角比光束a的临界角大10如图4－3－13所示，abc为全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，一束白光垂直射到ac面上，在ab面上发生全反射，若光线入射点O的位置保持不变，改变光线的入射方向(不考虑bc 面反射的光线)，则( )图4－3－13A ．使入射光线按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab 面，则红光将首先射出B ．使入射光线按图中所示的顺时针方向逐渐偏转，如果有色光射出ab 面，则紫光将首先射出C ．使入射光线按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，红光将首先射出ab 面D ．使入射光线按图中所示的逆时针方向逐渐偏转，紫光将首先射出ab 面11潜水员在水深为h 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，已知水的临界角为θ，则所观察到的圆形半径为( )A ．htan θB ．hsin θ C.h tan θ D.hsin θ12如图4－3－14所示，一束平行光从真空射向一块折射率为1.5的半圆形的玻璃砖，下列说法正确的是( )图4－3－14A ．只有圆心两侧2R3范围内的光线不能通过玻璃砖B ．只有圆心两侧2R3范围内的光线能通过玻璃砖C ．通过圆心的光线将直线穿出不发生折射D ．圆心两侧2R3范围外的光线将在曲面产生全反射13在一个圆形轻木塞的中心插上一枚大头针，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的大头针，如图4－3－15所示，量出针露出的长度为d，木塞的半径为r，求水的折射率．图4－3－1514为了观察门外情况，有人在门上开一个小圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直，如图4－3－16所示，从圆柱底面中心看出去，可以看到门外入射光线与轴线间的最大夹角称作视场角．若已知玻璃的折射率为n，圆柱体长为l，底面半径为r，求视场角．图4－3－1615(探究)在折射率为n的水中，有一点光源，要使它照亮的水面面积增大，点光源应怎样移动？参考答案1解析：光照射到两种介质界面上时，光线全部被反射回原介质的现象称为全反射现象，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．答案：C2答案：ABC3解析：光纤通信利用了光的全反射原理来传递信息，光导纤维是一种透明的非常细的玻璃纤维丝，直径只有1～100 μm ，故选A 、D.答案：AD4解析：水中的气泡是光疏介质，光经过水射向气泡，一部分光会发生全反射，有更多的光反射到人眼中，人眼会感觉特别亮．答案：D5解析：由公式sin∠C＝1n ，而n ＝cv ，即sin∠C＝v c ＝12.所以∠C＝30°.答案：B6解析：深刻理解发生全反射现象的条件，从能量与光线两个角度分析全反射现象．答案：B7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．答案：B8解析：如下图所示，首先说明，光从空气射向玻璃(即光由光疏介质进入光密介质时)不会发生全反射，根据折射定律，当入射角为90°时(实际不可能)sin90°sinr ＝n ，sinr ＝1n ＝12＝22，r ＝45°，当入射角i ＜90°时，r ＜45°，所以选项B 正确，A 错误．当折射角等于30°时，sini ＝nsin30°＝2·12＝22，i ＝45°，故C 选项正确．如下图所示，假设反射光线恰好垂直折射光线，有L 1＋L 2＝90°，i ＝β，β＋L 1＝90°，所以i ＝L 2，所以n ＝sini sinr ＝sini sin 90°－i ，n ＝sini cosi，所以tani ＝n ，故选项D 正确．答案：BCD9解析：由n ＝sin θ1sin θ2知，b 的折射率较大，则b 的频率较大，在同种介质中传播速度较小，对同种介质的临界角较小，所以选项C 正确．答案：C10解析：改变入射光线的入射角，使从ac 射入的光线在ab 面上不发生全反射，即可以从ab 边射出，各单色光的临界角不同，射出的顺序也不同，因为n 红＜n 紫，sinc ＝1n ，所以c 红＞c 紫，当入射光沿顺时针方向偏转时，光在ab 面上的入射角减小，红光首先射出ab 面，当入射光线沿逆时针方向偏转时，光在ab 面上的入射角增大，不可能有光在ab 面上射出，正确选项是A.答案：A11解析：如下图所示，水面上景物发出的光线经水面折射后均在倾角为2θ的圆锥里，人的眼睛处在圆锥的顶点处，而最远处的景物其入射角接近90°，折射角为θ，因此，人看到水面上的景物呈现在水面是以r 为半径、人眼上方的水面上的O 点为圆心的区域内．由图可知r ＝htan θ. 答案：A12解析：光线无偏折从直径边进入玻璃砖内后射向圆弧界面，这时，光有可能在圆弧界面上产生全反射(因为从光密介质射向光疏介质)．由几何知识得，这些光在圆弧界面上各处的入射角i 是不同的．设某光线距圆心O 的距离为x ，则xR＝sini 当光线过圆心时的入射角i ＝0，故不发生偏折而直线穿过，C 选项正确．当入射角i 等于临界角C 时，有x R ＝sinC ＝1n ＝11.5＝23，所以x ＝2R3处的光线的入射角恰等于临界角，由几何知识知，x 越大，光线的入射角i 越大，故x ＞2R3外的光线将在曲面产生全反射，x ＜2R3内的光线不发生全反射能通过曲面，因此，B 、D 选项正确．答案：BCD13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i 大于或等于临界角C.当光从某种物质射向真空(或空气)时，其临界角C 为： sinC ＝1n ，C ＝arcsin 1n(n 为介质对光的折射率)作图(如图)，当A 发出的光到达B 点时恰以临界角C 入射，因此sinC ＝1n ，在△AOB 中：tanC ＝r d ，而tanC ＝sinC 1－sin 2C ＝1n 2－1由此求得n ＝d 2＋r 2r .答案：n ＝d 2＋r2r14解析：据光路可逆性原理知，将眼睛视为点光源，它发出的光线经过圆柱形玻璃后射入空气中最大折射角就等于视场角，而光线从玻璃射入空气中时可能要发生全反射，故本题应分两种情况．(1)如图所示，当θ＜C(临界角)时视场角为α，则据折射率的定义可知n ＝sin αsin θ，其中sin θ＝r r 2＋l2解得α＝arcsinnr r 2＋l2.(2)当上图中θ＝arctan rl≥C 时，光路如下图所示，则这时视场角为90°.答案：当arctan r l ＜arcsin 1n 时，α＝arcsinnr r 2＋l2；当arctan r l ≥arcsin 1n时，α＝90°.15解析：全反射现象是光在折射过程中一种特殊的现象，它的产生有其必备的条件：一是光由光密介质射向光疏介质；二是入射角大于或等于临界角，二者缺一不可，在光的折射问题中判断是否发生全反射及找出临界光线往往是解题的关键．对于有关全反射问题时，应首先根据光在两种介质的界面处发生折射，用全反射的规律正确地画出光路图，恰当地利用光路图所提供的几何关系，结合有关数学知识进行分析和计算，而发生全反射的临界光线的确定，是解决这类问题的关键．答案：所谓照亮水面就是点光源S 发出的光能够通过水面进入空气中而射入观察者眼中，S 发出的光是射向四面八方的，但由于水相对于空气是光密介质，当S 射向水面的光线的入射角大于或等于临界角C 时，光线就不能进入空气中，水面就不会被照亮了．如下图所示．由临界角定义知： sinC ＝1n ①由数学知识可知： sinC ＝r r 2＋h2②整理①②两式有： r ＝h n 2－1③。

高中物理第四章光第三节认识光的全反射现象教案粤教版选修3_4

第三节光的全反射现象
教学目标：
1、理解光的全反射现象
2、掌握临界角的概念和发生全反射的条件
3、了解全反射现象的应用
说明：
有关临界角目前高考中的要求是理解其概念，知道计算式，而不要求会利用临界角的公式进行有关计算，请同学们酌情处理
问：光从一种介质进入另一种介质时会发生什么现象呢？
好好想一想，不要太急于回答。

一般，光从一种介质进入另一种介质时会发生折射现象，还有反射现象。

光路图如下：
假设水中有一个可以移动激光器S，它发出的光线从水射向空，入射角为i，反射角为i’，折射角为r。

因为是从光密介质射向光疏介质，r>i’
S移动时，入射角i增大，则反射角和折射角都增大
1。

2020-2021学年高中物理第四章光的折射 3 光的全反射教案教科版选修3-4

课题名称：《光的全反射》模块教科版选修3—4设计思想本节课的要求是“通过观察探究，理解全反射和临界角的概念，能用全反射条件判断是否能发生全反射，知道光纤及其应用。

”其中全反射的条件是重点和难点。

本节课通过生活实例引出课题，以学生亲自进行实验探究突破重难点，教师引导学生通过观察、实验、分析、总结出光的全反射的现象和条件，通过演示实验及图片介绍光导纤维\全反射棱镜及其应用，利用全反射解释生活中的奇妙现象。

指导思想与理论依据光是自然界一种普遍而重要的存在，广泛的涉及物理学的各个领域，并且与生活有着密切联系，是学生学习物理的重要内容之一。

反射定律和折射定律是光的全反射这一节内容的基础。

为了突出重点，突破难点，同时为了提高学生全面素质，培养学生的能力，激发学生的学习兴趣，使学生深刻认识全反射的现象及条件，通过生活实例和小实验引出课题；为了提高实验的可视性，使学生更好的理解全反射的现象及发生条件，本节课为学生设置分组实验，准备高强度激光笔，让学生通过亲自实验，观察光线的传播规律来突破重难点，教师引导学生通过观察、实验、分析、总结出全反射的现象和发生条件，为让学生体会物理是有用的，介绍光纤技术对经济社会生活的重大影响，利用全反射解释生活中的奇妙现象。

教学背景分析1.教材内容分析《光的全反射》这一节内容在光的反射、光的折射内容之后，是反射和折射的交汇点，对学生学习而言也是难点。

研究全反射现象，是对反射和折射知识的巩固与深化，全反射现象与人们的日常生活以及现代科学技术的发展紧密相关，所以，学习这部分知识有着重要的现实意义。

环节一：引入新课水流导光观察光带来的奇妙现象实验激发学生求知欲，引起学生兴趣。

环节二：全反射现象及条件探究：全反射现象及条件介绍仪器，并强调激光伤眼实验探究：让光沿着半圆柱体玻璃砖的半径射到它的平直的面上,使入射角从0度开始增大，观察反射角和折射角大小的变化、反射光线和折射光线强弱的变化.明确：全反射现象观察仪器动手操作、合作交流总结实验现象：光从玻璃射向空气，当入射角逐渐增大时，反射角和折射角也逐渐增大；同时折射光线减弱，反射光线增强；当入射角增大到某个值时，折射光线突然消失，只剩下反射光线。

粤教版高中物理选修3-4第四章第03节认识光的全反射现象

光导纤维的用途很大，通过它可以实现光纤通信．
光纤
扰性强．虽然光纤通信的发展历史只有20多年的，但是发展的速度是惊人的．
在我的印象里，他一直努力而自知，每天从食堂吃饭后，他总是习惯性地回到办公室看厚厚的专业书不断提升和充实自己，他的身上有九零后少见的沉稳。同事们恭喜他，大多看到了他的前程似锦，却很少有人懂得他曾经付出过什么。就像说的：“如果这世上真有奇迹，那只是努力的另一个名字，生命中最难的阶段，不是没有人懂你，而是你不懂自已。” 而他的奇迹，是努力给了挑选的机会。伊索寓言中，饥饿的狐狸想找一些可口的食物，但只找到了一个酸柠檬，它说，这只柠檬是甜的，正是我想吃的。这种只能得到柠檬，就说柠檬是甜的自我安慰现象被称为：“甜柠檬效应”。一如很多人不甘平庸，却又大多安于现状，大多原因是不知该如何改变。看时，每个人都能从角色中看到自已。高冷孤独的安迪，独立纠结的樊胜美，乐观自强的邱莹莹，文静内敛的关睢尔，古怪精灵的曲筱绡。她们努力地在城市里打拼，拥有幸或不幸。但她依然保持学习的习惯，这样无论什么事她都有最准确的判断和认知；樊胜美虽然虚荣自私，但她努力做一个好HR，换了新工作后也是拼命争取业绩；小蚯蚓虽没有高学历，却为了多卖几包咖啡绞尽脑汁；关睢尔每一次出镜几乎都是在房间里戴着耳机听课，处理文件；就连那个嬉皮的曲筱潇也会在新年之际为了一单生意飞到境外……其实她们有很多路可以走：嫁人，啃老，安于现状。但每个人都像个负重的蜗牛一样缓缓前行，为了心中那丁点儿理想拼命努力。今天的努力或许不能决定明天的未来，但至少可以为明天积累，否则哪来那么多的厚积薄发和大器晚成？身边经常有人抱怨生活不幸福，上司太刁，同事太蛮，公司格局又不大，但却不想改变。还说：“改变干嘛？这个年龄了谁还能再看书考试，混一天是一天吧。”一个“混”字就解释了他的生活态度。前几天我联系一位朋友，质问为什么好久不联系我？她说自已每天累的像一条狗，我问她为什么那么拼？她笑：“如果不努力我就活得像一条狗了。”恩，新换的上司，海归，虽然她有了磨合几任领导的经验，但这个给她带来了压力。她的英语不好，有时批阅文件全是大段大段的英文，她心里很怄火，埋怨好好的中国人，出了几天国门弄得自己像个洋鬼子似的。上司也不舒服，流露出了嫌弃她的意思，甚至在一次交待完工作后建议她是否要调一个合适的部门？她的脸红到了脖子，想着自己怎么也算是老员工，由她羞辱？两个人很不愉快。但她有一股子倔劲，不服输，将近40岁的人了，开始拿出发狠的学习态度，报了个英语培训班。回家后捧着英文书死啃，每天要求上中学的女儿和自己英语对话，连看电影也是英文版的。功夫不负有心人，当听力渐渐能跟得上上司的语速，并流利回复，又拿出漂亮的英文版方案，新上司看她的眼光也从挑剔变柔和，某天悄悄放了几本英文书在她桌上，心里突然发现上司并没那么讨厌。心态好了，她才发现新上司的优秀，自从她来了后，部门业绩翻了又翻，奖金也拿到手软，自己也感觉痛快。她说：这个社会很功利，但也很公平。别人的傲慢一定有理由，如果想和平共处，需要同等的段位，而这个段位，自己可能需要更多精力，但唯有不断付出，才有可能和优秀的人比肩而立。人为什么要努力？一位长者告诉我：“适者生存。”这个社会讲究适者生存，优胜劣汰。虽然也有潜规则，有套路和看不见的沟沟坎坎，但一直努力的人总会守得云开见月明。有些人明明很成功了，但还是很拼。比如剧中的安迪，她光环笼罩，商场大鳄是她的男闺蜜，不离左右，富二代待她小心呵护，视若明珠，加上她走路带风，职场攻势凌历，优秀得让身边人仰视。这样优秀的人，不管多忙，每天都要抽出两个小时来学习。她的学习不是目的，而是能量，能让未来的自己比过去更好一些。现实生活中，努力真的重要，它能改变一个人的成长轨迹，甚至决定人生成败。有一句鸡汤：不着急，你想要的，岁月都会给你。其实，岁月只能给你风尘满面，而希望，唯有努力才能得到！9、懂得如何避开问题的人，胜过知道怎样解决问题的人。在这个世界上，不知道怎么办的时候，就选择学习，也许是最佳选择。胜出者往往不是能力而是观念！在家里看到的永远是家，走出去看到的才是世界。把钱放在眼前，看到的永远是钱，把钱放在有用的地方，看到的是金钱的世界。给人金钱是下策，给人能力是中策，给人观念是上策。财富买不来好观念，好观念能换来亿万财富。世界上最大的市场，是在人的脑海里！要用行动控制情绪，不要让情绪控制��

18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

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，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 ＝1.5 m ，小球3 s 到达水底，那么，在下落处正上方观察时( )A ．小球的位移等于1.5 mB ．小球的位移小于1.5 mC ．小球的运动速度小于0.5 m/sD ．小球的运动速度仍等于0.5 m/s【解析】由于沿竖直方向看水中物体时，“视深”是实际深度的1n倍，所以在上面的人看来，物体向下运动的位移h ′＝h n ，由于n >1，所以h ′<h ＝1.5 m ，B 项正确，在上面的人看来，小球的运动速度v ＝h ′t<0.5 m/s ，C 项正确．【答案】 BC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，sin C ＝1n. 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2，一束光以与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所示，进入玻璃中的光线①垂直半球面，沿半径方向直达球心位置O ，且入射角等于临界角，C ＝arcsin 1n＝45°，恰好在O 点发生全反射．光线①左侧的光线(如：光线②)经球面折射后，射在MN 上发生全反射，不能射出．光线①右侧的光线经半球面折射后，射到MN 面上的入射角均小于临界角，能从MN 面上射出．最右边射向半球的光线③与球面相切，入射角i ＝90°，由折射定律知：sin γ＝sin i n ＝22，则γ＝45°.故光线③将垂直MN 射出．所以在MN 面上射出的光束宽度应是OE ＝R sin γ＝22R .【答案】22R 解决这类全反射问题一般分三步，1．在厚度为d 、折射率为n 的大玻璃板下表面，有一个半径为r 的圆形发光面．为了从玻璃板的上方看不见这个圆形发光面，可在玻璃板的上表面贴一块圆形纸片，问所贴纸片的最小半径应为多大？【解析】根据题述，光路如图所示，图中S 点为圆形发光面边缘上一点．由该点发出的光线能射出玻璃板的范围由临界光线SA 确定，当入射角大于临界角C 时，光线就不能射出玻璃板了．图中Δr ＝d tan C ＝d sin C cos C ，而sin C ＝1n ，则cos C ＝n 2－1n，所以Δr ＝d n 2－1. 故应贴圆纸片的最小半径R ＝r ＋Δr ＝r ＋d n 2－1. 【答案】 r ＋d n 2－1二、光的全反射的应用如图4－3－3所示，一根长为L 的直光导纤维，它的折射率为n .光从它的一个端面射入，又从另一个端面射出所需的最长时间为多少？(设光在真空中的光速为c )图4－3－3【导析】由题中的已知条件可知，要使光线从光导纤维的一端射入，然后从它的另一端全部射出，必须使光线在光导纤维中发生全反射现象．要使光线在光导纤维中经历的时间最长，就必须使光线的路径最长，即光对光导纤维的入射角最小．根据全反射条件：i ≥C 可知入射角等于临界角时，光线的路径最长，所需时间也最长．【解析】光导纤维的临界角为C ＝arcsin 1n ，光在光导纤维中传播的路程为d ＝Lsin C ＝nL ，光在光导纤维中传播的速度为v ＝cn ，所需最长时间为t max ＝d v ＝nL c n＝n 2L c. 【答案】 n 2L c光导纤维是全反射现象的应用，2．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．目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络．下列说法正确的是( ) A．光纤通信利用光作为载体来传递信息B．光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理C．光导纤维传递光信号是利用光的色散原理D．目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝【解析】光纤是利用光的全反射现象而实现光作为载体的信息传递，光纤是内芯折射率大于外层表皮折射率的很细的玻璃丝．【答案】AD1．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，由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传导光的【解析】本题考查光导纤维的构成及应用．光导纤维的作用是传导光，它是直径为几微米到一百微米之间的特制玻璃丝，且由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大．载有声音、图像及各种数字信号的激光传播时，在内芯和外套的界面上发生全反射，光纤具有容量大、衰减小、抗干扰性强等特点．在实际应用中，光纤是可以弯曲的．所以，答案是C.【答案】 C2．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，就是因为光从水或玻璃射向气泡时，在界面发生全反射【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，发生全反射时全部光线均不进入光疏介质．【答案】CD3．一束光从空气射向折射率为n＝2的某种玻璃的表面，i代表入射角，则( ) A．当i>45°时，会发生全反射现象B．无论入射角i是多大，折射角γ都不会超过45°C．欲使折射角γ＝30°，应以i＝45°的角度入射D．当入射角i＝arctan2时，反射光线跟入射光线恰好互相垂直【解析】光从空气射入玻璃时，不会发生全反射，A项错。

高中物理第四章光第三节认识光的全反射现象课棠互动学案粤教版选修3

高中物理第四章光第三节认识光的全反射现象课棠互动学案粤教版选修31、全反射现象光密介质和光疏介质不同折射率的介质相比较，折射率大的叫光密介质，折射率小的叫光疏介质、这里要特别注意：光密介质和光疏介质是相对而言的，不是绝对的、全反射现象光从光密介质射向光疏介质时，通常情况下，在两种介质的界面上要同时发生反射和折射，但是，如果满足一定的条件，折射光线就会消失，入射光全部被反射回来，这种现象叫全反射现象、这里不但要注意产生全反射的条件，还要注意要结合实验来理解全反射现象，这也是学习物理的一种重要方法，因为物理是一门实验科学、2、发生全反射的条件及应用应用公式sinC=求临介角时应注意：上式中的C是指光从折射率为n的介质射向空气（或真空）时的临界角、发生全反射要同时满足下面两个条件：一是光要从光密介质射向光疏介质；二是入射角等于或大于临界角、要注意观察“光从玻璃射入空气”的演示实验中入射光线、反射光线、折射光线的方向变化及光线的亮度（能量）变化规律：入射角增大时，折射角增大，同时，折射光线的强度减弱（能量减小），而反射光线的强度增强（能量增大）；当入射角等于或大于临界角时，折射光线的能量减弱到零，折射光线不再存在，反射光线和入射光线强度相同，即发生了全反射、注意：在全面理解和掌握发生全反射条件的同时，还要掌握发生全反射以前，增大入射角时，反射光线、折射光线的强度（能量）变化、在后面的学习中，也会用到这方面的知识、3、全反射的应用：光导纤维和全反射棱镜等光导纤维（1）作用：传递声音、图像及各种数字信号、（2）原理：光的全反射、（3）构造特点：双层，外层材料的折射率比里层材料的折射率小、（4）优点：容量大、衰减小、抗干扰能力强、（5）实际应用：光纤通信、医用胃镜等、各个击破【例1】下列说法正确的是( )A、因为水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介质B、因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质C、同一束光，在光密介质中的传播速度较大D、同一束光，在光密介质中的传播速度较小解析：因为水的折射率为1、33，酒精的折射率为1、36，所以水对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、本题答案是BD、答案：BD类题演练1一条光线由水中射向空气，当入射角由0逐渐增大到90时，下列说法正确的是( )A、折射角由0增大到大于90的某一角度B、折射角始终大于入射角，当折射角等于90时，发生全反射C、折射角始终小于90，不可能发生全反射D、入射角的正弦与折射角的正弦之比逐渐增大解析：因为光线由水射向空气，根据折射定律可知，nsinθ1=sinθ2 而n=1、33所以存在折射时，总是θ2＞θ1，直到θ2=90（发生全反射）为止、发生全反射以后，折射光线不存在，折射定律不再适用、该题中，发生全反射以前，入射角的正弦与折射角的正弦之比就是n,是一个常数、选项B正确、答案：B【例2】光由折射率分别为n1=1、33的水和n2=的玻璃射向空气时的临界角各是多大？解析：由临界角公式sinC=可得水的临界角C1=arcsin=arcsin=48、8玻璃的临界角C2=arcsin=arcsin=45类题演练2如图4-3-1所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度相同的光线，均由空气射入到玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置、下列说法正确的是( )图4-3-1A、三条光线中有一条在O点发生了全反射，那一定是aO光线B、假若光线bO能发生全反射，那么光线cO一定能发生全反射C、假若光线bO能发生全反射，那么光线aO一定能发生全反射D、假若光线aO恰能发生全反射，则光线bO的反射光线比光线cO的反射光线的亮度大解析：三条入射光线沿着指向圆心的方向由空气射向玻璃砖，在圆周界面，它们的入射角为零，均不会偏折、在直径界面，光线aO的入射角最大，光线cO的入射角最小，它们都是从光密介质射向光疏介质，都有发生全反射的可能、如果只有一条光线发生了全反射，那一定是aO光线，因为它的入射角最大、所以选项A对；假若光线bO能发生全反射，说明它的入射角等于或大于临界角，光线aO的入射角更大，所以，光线aO一定能发生全反射，光线cO的入射角可能大于临界角，也可能小于临界角，因此，cO不一定能发生全反射、所以选项C 对，B错；假若光线aO恰能发生全反射，光线bO和cO都不能发生全反射，但bO的入射角更接近于临界角，所以，光线bO的反射光线较光线cO的反射光线强，即bO的反射光线亮度较大、所以D对、本题答案选ACD、答案：ACD【例3】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解析：光导纤维的作用是传导光，它是直径为几微米到一百微米之间的特制玻璃丝，且由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大、载有声音、图像及各种数字信号的激光传播时，在内芯和外套的界面上发生全反射、光纤具有容量大、衰减小、抗干扰性强等特点、在实际应用中，光纤是可以弯曲的、所以，答案是C、答案：C类题演练3平面镜反射与全反射相同吗？解析：有人认为平面镜反射与是把光线全部反射回来，与全反射相同，这是不对的，平面镜是靠玻璃上镀一层光亮的反射膜（一般是镀铝，极少数要求高的镀银）反射光线，膜不透光，不会有进入另一介质折射光，但固体的膜仍要吸收一部分光，并不能保证把入射光百分之百地反射回来，而全反射则是真正把入射光百分之百地反射回来、因此很多地方用全反射棱镜来代替平面镜，例如潜望镜，双筒望远镜等都用到全反射棱镜、答案：不同。

2019-2020年高中物理第四章4.3 认识光的全反射现象》教案粤教版选修3-4

认识光的全反射现象教案一、教学目标1．知识与技能：（1）理解光的全反射现象；（2）掌握临界角的概念和发生全反射的条件；（3）了解全反射现象的应用．2．过程与方法：通过观察演示实验，理解光的全反射现象，概括出发生全反射的条件，培养学生的观察、概括能力；通过观察演示实验引起学生思维海洋中的波澜，培养学生透过现象分析本质的方法、能力．3．情感态度与价值观（1）渗透学生爱科学的教育，培养学生学科学、爱科学、用科学的习惯。

（2）生活中的物理现象很多，能否用科学的理论来解释它。

（3）更科学的应用生活中常见的仪器、物品．二、重点、难点分析1．重点是掌握临界角的概念和发生全反射的条件，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．2．全反射的应用，对全反射现象的解释．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．三、教具1．全反射现象演示仪，接线板，烟雾发生器，火柴，产生烟雾的烟雾源，半圆柱透明玻璃砖(半圆柱透镜)，弯曲的细玻璃棒(或光导纤维)．2．烧杯，水，蜡烛，火柴，试管夹、镀铬的光亮铁球(可夹在试管夹上)．3．自行车尾灯(破碎且内部较完整)．4．直尺四、主要教学过程(一)引入新课演示Ⅰ将光亮铁球出示给学生看，在阳光下很刺眼，将光亮铁球夹在试管夹上，放在点燃蜡烛上熏黑，（将试管夹和铁球置于烛焰的内焰进行熏制，一定要全部熏黑，再让学生观察．）然后将熏黑的铁球浸没在盛有清水的烧杯中，放在水中的铁球变得比在阳光下更亮．好奇的学生误认为是水泡掉了铁球上黑色物质，当老师把试管夹从水中取出时，发现熏黑的铁球依然如故，再将其再放入水中时，出现的现象和前述一样，学生大惑不解，让学生带着这个疑问开始学习新的知识——全反射现象．(二)新课教学1．全反射现象．（1）光密介质和光疏介质．光密介质：对于两种介质来说，光在其中传播速度较小的介质，即绝对折射率较大的介质；光疏介质：对于两种介质来说，光在其中传播速度较大的介质，即绝对折射率较小的介质。

高中物理第四章光的折射第3节光的全反射教案教科版选修3_4

第四章光的折射三、光的全反射教学目标1、理解光密介质、光疏介质的概念及全反射现象；掌握临界角的概念和全反射条件；了解全反射的应用。

2、用实验的方法，通过讨论、分析过程，用准确的语言归纳全反射现象；培养学生创新精神和实践能力。

3、启发学生积极思维，锻炼学生的语言表达能力。

4、培养学生学习物理的兴趣，进行科学态度、科学方法教育。

重点难点重点：临界角的概念及全反射条件难点：全反射现象的应用设计思想本节课的教学设计体现了新课程理念，以培养和发展能力为着眼点，以掌握物理研究方法和物理思维方法为依据。

本节主要知识内容是全反射现象和全反射条件。

灵活运用推理假设，实验验证，分析归纳，比较等方法教学，使学生在获得知识的同时，也获得了掌握这些知识的方法。

通过师生的双边活动，充分调动学生的积极性，使学生主动地和教师、教材、同学进行信息交流，形成了一种和谐、积极参与的教学气氛。

教学资源《光的全反射》多媒体课件教学设计【课堂引入】问题：将光亮铁球出示给学生看，在阳光下很刺眼，将光亮铁球夹在试管夹上，放在点燃蜡烛上熏黑，将试管夹和铁球置于烛焰的内焰进行熏制，一定要全部熏黑，再让学生观察．然后将熏黑的铁球浸没在盛有清水的烧杯中，现象发生了，放在水中的铁球变得比在阳光下更亮．好奇的学生误认为是水泡掉了铁球上黑色物，当老师把试管夹从水中取出时，发现熏黑的铁球依然如故，再将其再放入水中时，出现的现象和前述一样，学生大惑不解，让学生带着这个疑问开始学习新的知识——全反射现象。

【课堂学习】学习活动一：全反射现象问题1：什么是光密介质和光疏介质？不同折射率的介质相比较，折射率较大的叫光密介质，折射率较小的叫光疏介质。

举例说明光密介质和光疏介质是相对的。

问题2：什么是全反射现象？演示实验：激光束射向半玻璃砖，观察反射、折射现象。

设疑：如果入射角变大，反射光线和折射光线可能怎么变化呢？学生猜想：①反射光，折射光全部消失。

②反射光消失，只有折射光线。

2018年春粤教版选修3-4物理教师用书：第4章第3节光的全反射现象 Word版含答案

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，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＝1.5 m，小球3 s到达水底，那么，在下落处正上方观察时()A．小球的位移等于1.5 mB．小球的位移小于1.5 mC．小球的运动速度小于0.5 m/sD．小球的运动速度仍等于0.5 m/s【解析】由于沿竖直方向看水中物体时，“视深”是实际深度的1n倍，所以在上面的人看来，物体向下运动的位移h′＝hn，由于n>1，所以h′<h＝1.5 m，B项正确，在上面的人看来，小球的运动速度v＝h′t<0.5 m/s，C项正确．【答案】BC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，sin C＝1 n.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2，一束光以与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所示，进入玻璃中的光线①垂直半球面，沿半径方向直达球心位置O ，且入射角等于临界角，C ＝arcsin 1n ＝45°，恰好在O 点发生全反射．光线①左侧的光线(如：光线②)经球面折射后，射在MN 上发生全反射，不能射出．光线①右侧的光线经半球面折射后，射到MN 面上的入射角均小于临界角，能从MN 面上射出．最右边射向半球的光线③与球面相切，入射角i ＝90°，由折射定律知：sin γ＝sin i n ＝22，则γ＝45°.故光线③将垂直MN 射出．所以在MN 面上射出的光束宽度应是OE ＝R sin γ＝22R .【答案】 22R 解决这类全反射问题一般分三步，首先弄清楚是否满足发生全反射的条件，1．在厚度为d 、折射率为n 的大玻璃板下表面，有一个半径为r 的圆形发光面．为了从玻璃板的上方看不见这个圆形发光面，可在玻璃板的上表面贴一块圆形纸片，问所贴纸片的最小半径应为多大？【解析】根据题述，光路如图所示，图中S 点为圆形发光面边缘上一点．由该点发出的光线能射出玻璃板的范围由临界光线SA 确定，当入射角大于临界角C 时，光线就不能射出玻璃板了．图中Δr ＝d tan C ＝d sin C cos C ，而sin C ＝1n ，则cos C ＝n 2－1n ，所以Δr ＝dn 2－1.故应贴圆纸片的最小半径R ＝r ＋Δr ＝r ＋dn 2－1. 【答案】 r ＋d n 2－1 二、光的全反射的应用如图4－3－3所示，一根长为L 的直光导纤维，它的折射率为n .光从它的一个端面射入，又从另一个端面射出所需的最长时间为多少？(设光在真空中的光速为c )图4－3－3【导析】由题中的已知条件可知，要使光线从光导纤维的一端射入，然后从它的另一端全部射出，必须使光线在光导纤维中发生全反射现象．要使光线在光导纤维中经历的时间最长，就必须使光线的路径最长，即光对光导纤维的入射角最小．根据全反射条件：i ≥C 可知入射角等于临界角时，光线的路径最长，所需时间也最长．【解析】光导纤维的临界角为C ＝arcsin 1n ，光在光导纤维中传播的路程为d ＝L sin C ＝nL ，光在光导纤维中传播的速度为v ＝c n ，所需最长时间为t max ＝d v ＝nL c n＝n 2L c .【答案】 n 2L c光导纤维是全反射现象的应用，2．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．目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络．下列说法正确的是( )A ．光纤通信利用光作为载体来传递信息B ．光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理C ．光导纤维传递光信号是利用光的色散原理D ．目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝【解析】光纤是利用光的全反射现象而实现光作为载体的信息传递，光纤是内芯折射率大于外层表皮折射率的很细的玻璃丝．【答案】 AD1．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，由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传导光的【解析】本题考查光导纤维的构成及应用．光导纤维的作用是传导光，它是直径为几微米到一百微米之间的特制玻璃丝，且由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大．载有声音、图像及各种数字信号的激光传播时，在内芯和外套的界面上发生全反射，光纤具有容量大、衰减小、抗干扰性强等特点．在实际应用中，光纤是可以弯曲的．所以，答案是C.【答案】 C2．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，就是因为光从水或玻璃射向气泡时，在界面发生全反射【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，发生全反射时全部光线均不进入光疏介质．【答案】CD3．一束光从空气射向折射率为n＝2的某种玻璃的表面，i代表入射角，则() A．当i>45°时，会发生全反射现象B．无论入射角i是多大，折射角γ都不会超过45°C．欲使折射角γ＝30°，应以i＝45°的角度入射D．当入射角i＝arctan2时，反射光线跟入射光线恰好互相垂直【解析】光从空气射入玻璃时，不会发生全反射，A项错。

粤教版高三物理选修3《认识光的全反射现象》说课稿

粤教版高三物理选修3《认识光的全反射现象》说课稿一、课程简介《认识光的全反射现象》是粤教版高三物理选修3课程中的一节重要内容。

本课程是在光的传播与光的反射的基础上，进一步探讨全反射现象的本质和应用。

通过本节课的学习，学生将深入了解光的全反射现象的基本原理，并能够运用所学知识，解释和分析相关现象。

二、教学目标1.知识目标：了解光的全反射现象的基本原理，能够应用所学知识解释相关现象；2.技能目标：培养学生的观察、实验设计和数据分析能力；3.情感目标：培养学生的思考能力和科学探究精神，激发学生对物理学科的兴趣和探索欲望。

三、教学重点1.全反射的定义与发生条件；2.了解光的折射、反射和全反射的本质区别；3.掌握全反射的应用。

四、教学难点1.深入理解全反射现象的本质和原理；2.掌握如何运用所学知识解释和分析相关现象。

五、教学内容及安排本堂课的教学内容主要分为以下几个部分：1. 引入（5分钟）教师通过提问或展示相关图片，引发学生对光的全反射现象的探究兴趣。

同时，激发学生的思考，帮助他们回顾光的反射与折射的知识，为接下来的学习做好铺垫。

2. 全反射的定义与发生条件（15分钟）教师通过引导学生观察实验现象，引出全反射的定义，并与折射、反射进行对比。

同时，讲解全反射发生的条件，并且引导学生思考这些条件的物理原理。

3. 实验探究（25分钟）教师设置实验环节，让学生观察全反射现象，并了解全反射的特点和规律。

通过实验数据的分析，让学生总结全反射的特点，并且思考其中的原理。

4. 全反射的应用（15分钟）教师通过例题和真实生活中的应用案例，让学生认识全反射在光纤通信、光导器件等领域的重要性。

同时，引导学生思考光的全反射现象在其他领域中是否有类似的应用。

5. 归纳总结（10分钟）教师帮助学生对本节课所学内容进行归纳总结，强化学生对光的全反射现象的理解。

同时，解答学生的疑问，巩固学生的知识。

六、教学方法1.启发式教学法：通过启发问题引导学生思考，激发学生的兴趣和求知欲；2.实验探究法：通过设置相关实验让学生亲自观察、探究全反射现象，提高学生的实验设计和数据分析能力；3.讨论交流法：通过师生互动和小组讨论，促进学生的思考和交流，拓宽学生的视野。

高中物理第4章光第三节认识光的全反射现象素材粤教版选修34

第三课时认识光的全反射现象
课前预习
情景素材
在炎热的夏天，在柏油马路上，从远处看去，路面显得格外明亮光滑，就象用水淋过一样，你知道这是什么缘故吗？
简答：这是发生了全反射现象，炎热的夏天，柏油路面温度很高，使得路面附近的空气密度较小，折射率比路面稍高处的相对较小，远处的光线过来后，会在路面发生全反射，使路面显得格外光亮.
知识预览
1.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.金刚石的折射率为
2.42，酒精的折射率为1.36，空气的折射率为1.000 28.那么酒精相对于空气来说是光密介质，酒精相对于金刚石来说是光疏介质.
2.由折射定律可知，光由光疏介质射入光密介质（例如从空气射入水中）时，折射角小于入射角；光由光密介质射入光疏介质（例如由水射入空气）时，折射角大于入射角.
3.由实验可知，让光由玻璃射入空气时，折射角总是大于入射角，当入射角逐渐增大时，折射角也随之增大，且折射光线越来越弱；在该过程中，反射光线与法线的夹角是越来越大，且反射光越来越强；当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°,此时折射光线完全消失，只剩下反射光线.这种现象叫全反射.
4.在研究全反射现象中，刚好发生全反射，即折射角等于90°时的入射角，叫临界角.
5.假若让光线由光疏介质射入光密介质，即使入射光线与法线的夹角接近（或者认为达到）90°，折射光线与法线的夹角也是小于90°的，所以，折射光线依然存在，这种情况下是不能发生全反射的.综合前面的知识可得，发生全反射的条件是：光从光密介质射向光疏介质，且入射角等于或大于临界角.
6.人们设计运用光密介质制成的纤维状的东西来传导光化能，光纤就是这样一种装置.
1。

高三物理粤教版选修3-4课后集训：第四章第三节认识光的全反射现象 Word版含解析

课后集训基础过关1.光线由空气透过半圆形玻璃砖，再射入空气的光路图中，如图4-3-2所示，正确的是（玻璃的折射率为1.5）( )图4-3-2A.图乙、丙、丁B.图甲、丁C.图乙、丙D.图甲、丙解析：光线由空气进入玻璃砖中时，入射角大于折射角，由玻璃砖射入空气时，入射角小于折射角，由临界角计算公式得C=arcsinn 1=arcsin 5.11=41°49′,入射角50°大于临界角，将发生全反射，故正确答案是A.答案：A2.一束光从空气射向折射率为n=2的某种玻璃的表面，如图4-3-3所示，i 代表入射角，则( )图4-3-3A.当i ＞45°时，会发生全反射现象B.无论入射角i 是多大，折射角r 都不会超过45°C.欲使折射角r=30°，应以i=45°的角度入射D.当入射角i=tan -12时，反射光线跟入射光线恰好互相垂直答案：BC3.在完全透明的水下某处，放一点光源，在水面上可见到一个圆形透光平面，如果圆形透光平面的半径匀速增大，则光源在( )A.加速上升B.加速下沉C.匀速上升D.匀速下沉答案：D4.如图4-3-4所示，光线从空气垂直射入棱镜界面的BC 上，棱镜的折射率n=2,这条光线离开棱镜时与界面的夹角为( )图4-3-4A.30°B.45°C.60°D.90°解析：光路图如图4-3-5所示，此棱镜的临界角为C ，则sinC=221 n ,∴C=45°光线在AB面上发生全反射，又∵n=230sin sin =︒α,∴sinα=22,∴α=45°.图4-3-5答案：B5.如图4-3-6所示，一束平行光从真空射向一块半圆形的玻璃砖，下列说法正确的是( )图4-3-6A.只有圆心两侧一定范围内的光线不能通过玻璃砖B.只有圆心两侧一定范围内的光线能通过玻璃砖C.通过圆心的光线将沿直线穿过不发生偏折D.圆心两侧一定范围外的光线将在曲面产生全反射答案：BCD6.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，就是因为光从水或玻璃射向气泡时，在界面发生全反射解析：全反射发生的条件是当光从光密介质射向光疏介质时，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.答案：CD7.已知介质对某单色光的临界角为C ，则( )A.该介质对单色光的折射率等于Csin 1 B.此单色光在该介质中的传播速度等于c·sinC （c 是光在真空中的传播速度）C.此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的sinC 倍D.此单色光在该介质中的频率是在真空中的C sin 1倍解析：由临界角的计算式sinC=n 1得n=C sin 1,选项A 正确；将n=v c 代入sinC=n 1得sinC=cv ,故v=c sinC,选项B 正确；设该单色光的频率为f ，在真空中的波长为λ0,在介质中的波长为λ,由波长、频率、光速的关系得c=λ0f,v=λf,故sinC=0λλ=c v ,λ=λ0sinC,选项C 正确；该单色光由真空传入介质时，频率不发生变化，选项D 错误.答案：ABC综合运用8.如图4-3-7所示，ABCD 是两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4-3-7A.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，都不发生全反射现象，则选项C 正确；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，因此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，选项C 、D 正确.答案：CD9.一个半圆柱形玻璃体的截面如图4-3-8所示，其中O 为圆心，aOb 为平面acb 为半圆柱面，玻璃的折射率n=2.一束平行光与aOb 面成45°角照到平原上，将有部分光线经过两次折射后从半圆柱面acb 射出，试画出能有光线射出的那部分区域，并证明这个区域是整个acb 弧的一半.图4-3-8解析：能射出的那部分光线区域如图4-3-9所示.根据折射定律n=sini/sinr 知图4-3-9 sinr=sini/n=sin45°/2=21,可见r=30°, 由全反射临界角sinC=211 n 知C=45°, 由图知对①号典型光线有∠aOd=180°-［C+（90°-r)］=180°-［45°+（90°-30°)］=75°, 对②号典型光线有∠bOe=180°-［C+（90°+r)］=180°-［45°+（90°+30°)］=15°,可见射出区域为∠dOe 所对应的圆弧.因∠dOe=180°-∠aOd-∠bOe=180°-75°-15°=90°.10.在厚度为d 、折射率为n 的大玻璃板下表面，有一个半径为r 的圆形发光面.为了从玻璃板的上方看不见这个圆形发光面，可在玻璃板的上表面贴一块圆形纸片，问所贴纸片的最小半径应为多大？解析：根据题述，光路如图4-3-10所示，图中，S 点为圆形发光面边缘上一点.由该点发出的光线能射出玻璃板的范围由临界光线SA 确定，当入射角大于临界角C 时，光线就不能射出玻璃板了.图4-3-10图中Δr=dtanC=CC d cos sin , 而sinC=n 1,则cosC=n n 12-,所以Δr=12-n d . 故应贴圆纸片的最小半径R=r+Δr=r+12-n d.答案：r+12-n d11.如图4-3-11所示，一根长为L 的直光导纤维，它的折射率为n.光从它的一个端面射入，又从另一端面射出所需的最长时间为多少？（设光在直空中的光速为c)图4-3-11解析：由题中的已知条件可知，要使光线从光导纤维的一端射入，然后从它的另一端全部射出，必须使光线在光导纤维中发生全反射现象.要使光线在光导纤维中经历的时间最长，就必须使光线的路径最长，即光对光导纤维的入射角最小.光导纤维的临界角为C=arcsin n1. 光在光导纤维中传播的路径为d=CL sin =nL. 光在光导纤维中传播的速度为v=n c . 所需最长时间为t max =cL n nc nL vd 2==. 答案：CL n 2 12.为了测定某种材料制成的长方体的折射率，用一束光线从AB 面以60°入射角射入长方体时光线刚好不能从BC 面射出，如图4-3-12所示.该材料的折射率是多少.图4-3-12解析：如图4-3-13所示，根据折射定律：n=rsin 60sin ︒ ①图4-3-13由题意可知：sinC=n1 ② 而C=90°-r ③由②③得cosr=n1 ④ 而cosr=r 2sin 1-代入④得r 2sin 1-=n 1 ⑤ 联立①和⑤得，n=27. 答案：27 13.已知水的折射率为34，在水面下放一个强点光源S ，则可在水面上看到一个圆形透光面.如果这个透光面的直径D 为4 m ，求光源离水面的距离H.解析：在水面上看到的圆形透光面，是水面下点光源发出的光穿过水面进入空气而形成的.如果水中点光源发出的光射向水面时，入射角大于等于临界角，这些光线将发生全反射，则光不能穿过水面.如图4-14所示，点光源S 发出的光线SA 、SB 到达水面时，恰好发生全反射，C 是临界角，在AB 区域内有光射入空气.由几何关系可知：tanC=HR 而sinC=n 1 所以H=432)43(141211sin 2cos tan 2tan 22⨯-⨯=⨯-===n n D C C D C D C R m=1.76 m 答案：1.76 m。

高中物理 第四章 光 第三节 认识光的全反射现象课棠互动学案 粤教版选修34

高中物理 第四章 光 第四节 光的干涉课棠互动学案 粤教版选修34