【人教版】2019版物理新导学同步选修3-4 课件：13.2 全反射 (共39页)
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新课标人教版3-4选修三13.2《全反射》PPT课件1
生理光学：三原色原理
材料力学：杨氏弹性模量
考古学：破译古埃及石碑上的文 字
托马斯· 杨（Thomas Young）
一、 杨氏双缝干涉实验
杨氏用叠加 原理解释了 干涉现象， 在历史上第 一次测定了 光的波长， 为光的波动 学说的确立 奠定了基础。
一、 杨氏双缝干涉实验 杨氏双缝干涉实验妙何处？ 巧妙的获得两列振动情况完全相同的光 源——相干光源
干涉现 象是波独有 的特征，假 设光真的是 一种波，就 必然会观察 到光的干涉 现象．
第二节
光的干涉
一、 杨氏双缝干涉实验 1801年，英国物理学家托马斯· 杨 （1773~1829）在实验室里成功的观察到了光的 干涉．
光的波动说的奠基人之一
英国物理学家、医生和考古学家， 波动光学：杨氏双缝干涉实验
二、光的干涉
1、光的干涉： 由两束振动情况完全相 同的光在空间相互叠加，在一些地方相互 加强，在另一些地方相互削弱的现象，叫 做光的干涉。
单 色 激 光 束
S1 S2
P1 ΔS
二、 光的干涉
S线光源，G是一个遮光屏，其上有两条与S平行的狭缝S1、 S2，且与S等距离，因此S1、S2 是相干光源，且相位相同；S1、 S2 之间的距离是d ，到屏的距离是L。
练习题：
不能 发 1 、两只相同的灯泡发出的光束相遇 ______ 生干涉现象？（填“能”或“不能”） 2 、在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察 到彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光 片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只 能透过绿光），这时：（ C ） A 、只有红色和绿色的干涉条纹，其它颜色的双缝干 涉条纹消失． B 、红色和绿色的干涉条纹消失，其它颜色的干涉条 纹仍然存在． C、任何颜色的干涉条纹都不存在。 D、屏上无任何亮光．
材料力学：杨氏弹性模量
考古学：破译古埃及石碑上的文 字
托马斯· 杨（Thomas Young）
一、 杨氏双缝干涉实验
杨氏用叠加 原理解释了 干涉现象， 在历史上第 一次测定了 光的波长， 为光的波动 学说的确立 奠定了基础。
一、 杨氏双缝干涉实验 杨氏双缝干涉实验妙何处？ 巧妙的获得两列振动情况完全相同的光 源——相干光源
干涉现 象是波独有 的特征，假 设光真的是 一种波，就 必然会观察 到光的干涉 现象．
第二节
光的干涉
一、 杨氏双缝干涉实验 1801年，英国物理学家托马斯· 杨 （1773~1829）在实验室里成功的观察到了光的 干涉．
光的波动说的奠基人之一
英国物理学家、医生和考古学家， 波动光学：杨氏双缝干涉实验
二、光的干涉
1、光的干涉： 由两束振动情况完全相 同的光在空间相互叠加，在一些地方相互 加强，在另一些地方相互削弱的现象，叫 做光的干涉。
单 色 激 光 束
S1 S2
P1 ΔS
二、 光的干涉
S线光源，G是一个遮光屏，其上有两条与S平行的狭缝S1、 S2，且与S等距离，因此S1、S2 是相干光源，且相位相同；S1、 S2 之间的距离是d ，到屏的距离是L。
练习题：
不能 发 1 、两只相同的灯泡发出的光束相遇 ______ 生干涉现象？（填“能”或“不能”） 2 、在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察 到彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光 片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只 能透过绿光），这时：（ C ） A 、只有红色和绿色的干涉条纹，其它颜色的双缝干 涉条纹消失． B 、红色和绿色的干涉条纹消失，其它颜色的干涉条 纹仍然存在． C、任何颜色的干涉条纹都不存在。 D、屏上无任何亮光．
高中物理选修3-4课件 13.2全反射
(2)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。 (3)从能量角度来理解全反射: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。同时折射光线强度减弱,即折射光线能量减小,反射光线强 度增强,能量增加,当入射角达到临界角时,折射光线强度减弱到零,反射光的能 量等于入射光的能量。
3.不同色光的临界角:不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时,频率越高的 光的临界角越小,越易发生全反射。
【微思考】 (1)对某种介质我们能确定它是光疏介质还是光密介质吗? 提示:光疏介质、光密介质是对确定的两种介质而言的,只对一种介质,无法 确定它是光疏介质还是光密介质。 (2)当光发生全反射时是否一定遵循光的反射定律及光的可逆性。 提示:一定遵循光的反射定律及光的可逆性。
【题组通关】 【示范题】一束光遇到空气和玻璃(折射率为n= )的界面,下列说法正确的是( ) A.当光由空气射向玻璃时,入射角等于或大于45°时,会发生全反射现象 B.当光由空气射向玻璃时,无论入射角多大,都不会发生全反射现象 2 ,且折射角 不会超过45°
C.当光从玻璃射向空气时,一定会发生全反射 D.当光从玻璃射向空气时,入射角大于45°时,折射角会大于90°,因此入射角 大于45°是不允许的
传播速 度
折射特 点
(1)光从光疏介质射入光密介质时,折射 角_____ 大于 入射角 (2)光从光密介质射入光疏介质时,折射
【自我思悟】 通过比较什么可以知道两种介质哪个是光密介质,哪个是光疏介质? 提示:可以通过比较光在两种介质中传播速度的大小或折射率的大小来确定 光密介质和光疏介质,也可通过光线射入不同介质时的偏折程度判断。
90° 完全消失 90° 入射角
高二物理人教版选修3-4课件：13.2 全反射
几何知识可知，θ1＝30°，θ2＝60°，根据折射定律得
sin θ2 n＝sin θ ① 1
代入数据得
n＝ 3②
答案 3
(2)球心O到BN的距离. 解析 光线BN恰好在N点发生全反射，则∠BNO为临界角C
1 sin C＝n③
设球心到BN的距离为d，由几何知识可知 d＝Rsin C④ 联立②③④式得
正确.
答案 D
例2
如图4所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB
为直径.来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于 AB ，另一光线 BN 恰好在 N 点发生全反射 . 已知 ∠ABM ＝ 30°，求：
图4
(1)玻璃的折射率； 解析 设光线 BM 在 M 点的入射角为 θ1 ，折射角为 θ2 ，由
1 2 3
来越强.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.
要点提炼
1.光疏介质和光密介质
两种介质相比较，折射率较
率较
小 比较光在其中传播速度的大小或折射率的大小来判定谁 是光疏介质或光密介质.
大 的介质叫光疏介质.任何两种透明介质都可以通过
的介质叫光密介质，折射
2.全反射现象 (1)全反射：光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折 射和反射.若入射角增大到某一角度， 只剩下 光线的现象. 折射 光线完全消失，
反射 (2)临界角：刚好发生全反射，即折射角等于 90°时的 .用字母C表示，sin C＝ 角 . 入射
1 n
(3)全反射发生的条件 ①光从 光密 介质射入 ②入射角 大于或等于 (4)全反射遵循的规律 折射光线的强度减弱，能量 光疏 介质. 临界角.
①折射角随着入射角的增大而增大，折射角增大的同时，
高中物理新人教版选修3-4同步教案：第13章 13.2全反射(教案)
课题13.2 全反射设计教师张莉莎授课教师时间年月日第周课型新授课课时1课时教学目标一、知识与能力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．二、过程与方法1.会定性画出光疏介质进入光密介质或从光密介质进入光疏介质时的光路图2.会判断是否发生全反射并画出相应的光路图三、情感态度与价值观会对日常生活的全反射现象能够分析重点难点重点：全反射条件，临界角概念及应用。
难点：临界角概念、临界条件时的光路图及解题教法教师启发、引导，学生讨论、交流。
教具PPT演示文稿教学过程设计教材处理师生活动【课前预习】1．光密介质：光疏介质：光密介质与光疏介质是。
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。
2．完成光路图学生自己阅读教材完成下面的内容通过练习了解以下内容1)、光疏媒质光密媒质是相对而言的.只有对给定的两种媒质才能谈光疏媒质与光密媒质.没有绝对的光.问题1 你能从全反射的理论上进行解释吗 ？如右图所示，一透明塑料棒的折射率为n,光线由棒的 一端面射入，当入射角i 在一定范围内变化时，光将全部从另一端面射出。
当入射角为i 时，光在棒的内侧面恰好发生全反射。
由图可知，光在左端面折射时的折射角r=C －2π. 由折射定律得：Ci rin cos sin sin sin ==。
故有：Cn C n i 2sin 1cos sin -==，11sin 212-=-=n n i n 。
所以只要1arcsin 2-≤n i ，光将全部从右端面射出。
问题2如果弯成曲线怎么办再如图3所示，一个横截面为矩形、折射率为n=1.5的玻璃条被弯成900，一束平行光由A 端面射入。
若矩形边长为d ，则只要曲率半径R ≥2d ，光均能从B 端射出。
由图可知，只要a 光线能发生全反射，则所有从A 端入射的光均能发生全反射：sini=d R R +≥sinc=n 1=5.11.解得：R ≥2d.可见，光纤通迅中，只要光导纤维弯曲满足R ≥1-n d，则利用全反射来解决学生阅读教材光导纤维可以足够细，楞弯成半圆及圆。
高中人教版物理选修3-4课件：第十三章 2 全反射
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-10-
2
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全反射
探究一
探究二
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当堂检测
3.不同色光的临界角
不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时,频率越高的光的临
界角越小,越易发生全反射。
临界角的大小由光密介质和光疏介质的折射率及光
的频率共同决定。
-11-
2
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全反射
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射光却越来越强。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,这种现象叫作全反射。
3.发生全反射的必要条件是什么?
答案:(1)光由光密介质射入光疏介质;(2)入射角等于或大于临界
角。
-4-
2
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辨一辨·议一议
二、全反射棱镜和光导纤维
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3.不同色光的临界角
不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时,频率越高的光的临
界角越小,越易发生全反射。
临界角的大小由光密介质和光疏介质的折射率及光
的频率共同决定。
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射光却越来越强。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,这种现象叫作全反射。
3.发生全反射的必要条件是什么?
答案:(1)光由光密介质射入光疏介质;(2)入射角等于或大于临界
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人教版物理选修3-4第十三章第二节《全反射》高二同步课件
假设水中有一个可以移动激光器S，它发出的光线从
水射向空气，入射角为i，反射角为i，折射角为。因为 是从光密介质射向光疏介质， >i
当S移动时，入
射角i增大，则反射
r
角和折射角都增大
H2O
C
i i
S
当入射角增大 到C时，折射角刚好 增达到90
假设水中有一个可以移动激光器S，它发出的光线从
水射向空气，入射角为i，反射角为i，折射角为。因为 是从光密介质射向光疏介质， >i
假设水中有一个可以移动激光器S，它发出的光线从
水射向空气，入射角为i，反射角为i，折射角为。因为 是从光密介质射向光疏介质， >i
当S移动时，入
射角i增大，则反射
r
角和折射角都增大
H2O i i
S
假设水中有一个可以移动激光器S，它发出的光线从
水射向空气，入射角为i，反射角为i，折射角为。因为 是从光密介质射向光疏介质， >i
请同学们思考下面几个问题： 1. 如果激光束从空气直接射到玻璃砖的直径AB界面上，
还会不会发生全反射？
2. 要满足什么条件，才可以发生全反射呢？ 3. 对于某种介质，它的临界角是多大呢？
3.发生全反射的条件：
3.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。 思考：不同介质的折射率不同，临界角是不一样的。怎 样计算某种介质在空气中发生全反射的临界角？
一角度时，折射角r达到90，折射光线就完全消失了， 只剩下反射光线，这种现象叫全反射。
2.临界角：折射角为90时的入射角叫做临界角，用 C表示。
思考与讨论：光在两种介质界面是否一定同时存在着反 射和折射现象？
新课标选修3-413.2全反射课件
02
全反射是指光在两种不同介质界 面上完全不透射而全部反射回原 介质的现象。
全反射的特点
光线在发生全反射时，光在介质 中的速度会突然降低，能量全部
返回原介质。
全反射时，反射光的光速与入射 光的光速相等，不会发生光能量
的损失。
全反射只发生在光密介质射入光 疏介质时，且入射角大于临界角。
全反射的应用
光电传感器
计算机
用于产生单色光，作为 入射光。
用于产生全反射现象。
用于测量反射光的光强。
用于数据采集和记录。
实验步骤与操作
1. 将半圆形玻璃棱镜固定在支 架上，调整角度使得入射光能 够垂直照射到棱镜的曲面上。
2. 将光电传感器放置在适 当的位置，使其能够接收 反射光的光强。
3. 打开激光器，调整激光的波 长和功率，使得入射光的角度 恰好满足全反射的条件。
结论总结
根据实验结果和分析，总结全反射 现象的规律和特点，并探讨其在光
学、通信等领域的应用前景。
03 全反射的数学模型与公式 推导
折射率的定义与计算
折射率定义
光在两种不同介质中传播速度的 比值。
折射率计算
根据斯涅尔定律，折射率可以通 过入射角和折射角的正弦值之比 计算得出。
全反射角的计算公式
• 全反射角计算公式：当入射角增大到某一角度时，折射角将增 大到90度，此时的入射角称为全反射角，其计算公式为 (n_1 sin(C_1) = n_2 sin(C_2))，其中(n_1)和(n_2)分别为两种介质 的折射率，(C_1)和(C_2)分别为入射角和折射角。
新课标选修3-4 13.2全反射课件
contents
目录
• 全反射的定义与特点 • 全反射的实验与观察 • 全反射的数学模型与公式推导 • 全反射现象的实例展示 • 全反射在光学领域的应用
全反射是指光在两种不同介质界 面上完全不透射而全部反射回原 介质的现象。
全反射的特点
光线在发生全反射时，光在介质 中的速度会突然降低，能量全部
返回原介质。
全反射时，反射光的光速与入射 光的光速相等，不会发生光能量
的损失。
全反射只发生在光密介质射入光 疏介质时，且入射角大于临界角。
全反射的应用
光电传感器
计算机
用于产生单色光，作为 入射光。
用于产生全反射现象。
用于测量反射光的光强。
用于数据采集和记录。
实验步骤与操作
1. 将半圆形玻璃棱镜固定在支 架上，调整角度使得入射光能 够垂直照射到棱镜的曲面上。
2. 将光电传感器放置在适 当的位置，使其能够接收 反射光的光强。
3. 打开激光器，调整激光的波 长和功率，使得入射光的角度 恰好满足全反射的条件。
结论总结
根据实验结果和分析，总结全反射 现象的规律和特点，并探讨其在光
学、通信等领域的应用前景。
03 全反射的数学模型与公式 推导
折射率的定义与计算
折射率定义
光在两种不同介质中传播速度的 比值。
折射率计算
根据斯涅尔定律，折射率可以通 过入射角和折射角的正弦值之比 计算得出。
全反射角的计算公式
• 全反射角计算公式：当入射角增大到某一角度时，折射角将增 大到90度，此时的入射角称为全反射角，其计算公式为 (n_1 sin(C_1) = n_2 sin(C_2))，其中(n_1)和(n_2)分别为两种介质 的折射率，(C_1)和(C_2)分别为入射角和折射角。
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名称 项目 定义 传播速度 光疏介质 折射率较小的介质 光密介质 折射率较大的介质
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．
(1)光从光疏介质射入光密介质时，折射角 小于入射角． (2)光从光密介质射入光疏介质时，折射角 大于入射角.
折射特点
特别提醒 光疏介质和光密介质是相对而言的.
2.全反射现象
c c 解析：(1)由 n＝v可得 v＝n≈2.1×108 m/s. (2)激光在光导纤维中光路图如图所示 sinθ1 由 n＝sinθ ，并结合几何知识得 θ＝60° ，大于临界角 45° ，因此发 2 生全反射．同理光线每次在侧面都将发生全反射，直到光线到达右端 2 x 面．由于 x＝OA· sinθ，得 OA＝sinθ＝ x，故光线在光导纤维中传播 3 2 s 的距离为 s ＝ l. 因此该激光在光导纤维中传播所经历的时间 t＝ v 3 －8 ≈2.7×10 s. － 答案：(1)2.1×108 m/s (2)2.7×10 8 s
判一判,
(1)水的密度大于酒精的密度，水是光密介质．( × ) (2)光从水中射入空气中时一定能发生全反射．( × ) (3)光从玻璃射入水中时一定发生全反射．( × ) (4)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，在界面发生了全反射．( √ )
二、全反射的应用 阅读教材第 50～52 页“全反射的应用”部分，回答下列问 题. 1．全反射棱镜： (1)形状：截面为等腰直角三角形的棱镜． (2)光学特性： ①当光垂直于截面的直角边射入棱镜时， 光在截面的斜边上 发生全反射，光射出棱镜时，传播方向改变了 90° . ②当光垂直于截面的斜边射入棱镜时， 在两个直角边上各发 生一次全反射，使光的传播方向改变了 180° .
2．解决全反射问题的思路 (1)确定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． 1 (2)若光由光密介质进入空气时，则根据 sinC＝n确定临界 角，看是否发生全反射． (3)根据题设条件，画出入射角等于临界角的“临界光路”． (4)运用几何关系、三角函数关系、反射定律等进行判断推 理，进行动态分析或定量计算．
学习目标 (1)知道什么是光疏介质，什么 是光密介质． (2)理解光的全反射． (3)理解临界角的概念，能判断 是否发生全反射，并能解决有 关的问题． (4)知道全反射棱镜、光导纤维 及其应用.
知识导图
课前自主学习 一、全反射 阅读教材第 48～50 页“全反射”部分，回答下列问题. 1．光疏介质和光密介质
2．光导纤维及其应用： (1)原理：利用了光的全反射． (2)构造：光导纤维是非常细的特制玻璃丝，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． (3)主要优点：容量大、能量损耗小、抗干扰能力强、保密 性好等.
判一判,
(1)截面为三角形的棱镜是全反射棱镜．( × ) (2) 光在光纤中传播时，在内芯和外套的界面上发生全反 射．( √ ) (3)光纤通信的主要优点是容量大．( √ )
课堂互动探究 知识点一 对全反射的理解 1．对全反射现象及其条件的理解 (1)光从一种介质射到另一种介质的界面上，反射现象一定 发生， 折射现象有可能发生． 若发生了全反射， 则折射光线消失， 折射现象没有发生，反射能量等于入射能量． (2)发生全反射的两个条件必须同时满足，才能发生．条件 是光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于或等于临界角．
方法技巧 分析光的全反射问题的关键 根据临界条件画出恰好发生全反射的光路图， 再利用几何知 1 识分析边角关系，结合 sinC＝n求解.
[变式训练]
一束光以 45° 的入射角，从进入 AB 面的折射角，并在图中画 出该光束在棱镜中的光路．
2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，其框外光线如图甲所示，方框内有两个折射率为 n ＝1.5 的全反射玻璃棱镜．如图乙所示给出了两个棱镜的四种放 置方式的示意图，其中能满足题意的是( )
解析：四个选项产生的光路效果如图所示．
答案：B
3
如图所示， 一根长为 l＝5.0 m 的光导纤维用折射率 n＝ 2的 材料制成．一束激光由其左端的中心点以 45° 的入射角射入光导 纤维内，经过一系列全反射后从右端射出，求： (1)该激光在光导纤维中的速度 v 是多大． (2)该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多少．
知识点二 全反射的应用 1．全反射棱镜：全反射棱镜是一种特殊的棱镜，在光学仪 器中用来改变光的方向． 如图所示(甲图中光的方向改变 90° ，乙图中光的方向改变 1 180° )由 sinC＝n和 C≤45° 知，n≥ 2.
2．光导纤维： 光导纤维的作用
能够传导光 特制的细玻璃丝，由内芯和外 光导纤维的结构 套，内芯的折射率比外套大 能够传送声音(实验)、 图象及数 光导纤维的应用 字信号 光导纤维的主要优点 容量大、衰减小、抗干扰强
解析：(1)
由题意可知，光线从 AB 边垂直射入，恰好在 BO 面发生全 反射，光线最后从 AO 面射出，光路图如图．
设该透明物质的临界角为 C，由几何关系可知 C＝θ1＝θ2＝60° ， 1 由 sinC＝n 2 3 解得 n＝ 3 . (2)由几何关系知：β＝30° sinα 由折射定律 n＝sinβ 3 解得 sinα＝ 3 . 2 3 3 答案：(1) 3 (2)sinα＝ 3
解析：光在 AB 面上 O 点射入， 由折射定律， sinθ1 2 1 得 sinθ2＝ n ＝ ＝2， 2 2 所以 θ2＝30° .
光线射到 AE 面上的 D 点，由几何知识得
OD∥BE，且在 AE 面上的入射角 θ＝45° . 1 1 2 又 sinC＝n＝ ＝ 2 ， 2 所以 C＝45° . 因为 θ＝45° ， 故光线在 AE 面发生全反射，并垂直 BE 面射出，其光路图 如图所示． 答案：30° 光路图见解析
1
如图所示， 某种透明物质制成的直角三棱镜 ABO， ∠A＝30° ， 一束光线在纸面内垂直 AB 边射入棱镜．如图所示，发现光线刚 好不能从 BO 面射出，而是最后从 AO 面射出．求： (1)透明物质的折射率 n； (2)光线从 AO 面射出的折射角 α.(结果可以用 α 的三角函数 表示)．
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．
(1)光从光疏介质射入光密介质时，折射角 小于入射角． (2)光从光密介质射入光疏介质时，折射角 大于入射角.
折射特点
特别提醒 光疏介质和光密介质是相对而言的.
2.全反射现象
c c 解析：(1)由 n＝v可得 v＝n≈2.1×108 m/s. (2)激光在光导纤维中光路图如图所示 sinθ1 由 n＝sinθ ，并结合几何知识得 θ＝60° ，大于临界角 45° ，因此发 2 生全反射．同理光线每次在侧面都将发生全反射，直到光线到达右端 2 x 面．由于 x＝OA· sinθ，得 OA＝sinθ＝ x，故光线在光导纤维中传播 3 2 s 的距离为 s ＝ l. 因此该激光在光导纤维中传播所经历的时间 t＝ v 3 －8 ≈2.7×10 s. － 答案：(1)2.1×108 m/s (2)2.7×10 8 s
判一判,
(1)水的密度大于酒精的密度，水是光密介质．( × ) (2)光从水中射入空气中时一定能发生全反射．( × ) (3)光从玻璃射入水中时一定发生全反射．( × ) (4)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，在界面发生了全反射．( √ )
二、全反射的应用 阅读教材第 50～52 页“全反射的应用”部分，回答下列问 题. 1．全反射棱镜： (1)形状：截面为等腰直角三角形的棱镜． (2)光学特性： ①当光垂直于截面的直角边射入棱镜时， 光在截面的斜边上 发生全反射，光射出棱镜时，传播方向改变了 90° . ②当光垂直于截面的斜边射入棱镜时， 在两个直角边上各发 生一次全反射，使光的传播方向改变了 180° .
2．解决全反射问题的思路 (1)确定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． 1 (2)若光由光密介质进入空气时，则根据 sinC＝n确定临界 角，看是否发生全反射． (3)根据题设条件，画出入射角等于临界角的“临界光路”． (4)运用几何关系、三角函数关系、反射定律等进行判断推 理，进行动态分析或定量计算．
学习目标 (1)知道什么是光疏介质，什么 是光密介质． (2)理解光的全反射． (3)理解临界角的概念，能判断 是否发生全反射，并能解决有 关的问题． (4)知道全反射棱镜、光导纤维 及其应用.
知识导图
课前自主学习 一、全反射 阅读教材第 48～50 页“全反射”部分，回答下列问题. 1．光疏介质和光密介质
2．光导纤维及其应用： (1)原理：利用了光的全反射． (2)构造：光导纤维是非常细的特制玻璃丝，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． (3)主要优点：容量大、能量损耗小、抗干扰能力强、保密 性好等.
判一判,
(1)截面为三角形的棱镜是全反射棱镜．( × ) (2) 光在光纤中传播时，在内芯和外套的界面上发生全反 射．( √ ) (3)光纤通信的主要优点是容量大．( √ )
课堂互动探究 知识点一 对全反射的理解 1．对全反射现象及其条件的理解 (1)光从一种介质射到另一种介质的界面上，反射现象一定 发生， 折射现象有可能发生． 若发生了全反射， 则折射光线消失， 折射现象没有发生，反射能量等于入射能量． (2)发生全反射的两个条件必须同时满足，才能发生．条件 是光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于或等于临界角．
方法技巧 分析光的全反射问题的关键 根据临界条件画出恰好发生全反射的光路图， 再利用几何知 1 识分析边角关系，结合 sinC＝n求解.
[变式训练]
一束光以 45° 的入射角，从进入 AB 面的折射角，并在图中画 出该光束在棱镜中的光路．
2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，其框外光线如图甲所示，方框内有两个折射率为 n ＝1.5 的全反射玻璃棱镜．如图乙所示给出了两个棱镜的四种放 置方式的示意图，其中能满足题意的是( )
解析：四个选项产生的光路效果如图所示．
答案：B
3
如图所示， 一根长为 l＝5.0 m 的光导纤维用折射率 n＝ 2的 材料制成．一束激光由其左端的中心点以 45° 的入射角射入光导 纤维内，经过一系列全反射后从右端射出，求： (1)该激光在光导纤维中的速度 v 是多大． (2)该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多少．
知识点二 全反射的应用 1．全反射棱镜：全反射棱镜是一种特殊的棱镜，在光学仪 器中用来改变光的方向． 如图所示(甲图中光的方向改变 90° ，乙图中光的方向改变 1 180° )由 sinC＝n和 C≤45° 知，n≥ 2.
2．光导纤维： 光导纤维的作用
能够传导光 特制的细玻璃丝，由内芯和外 光导纤维的结构 套，内芯的折射率比外套大 能够传送声音(实验)、 图象及数 光导纤维的应用 字信号 光导纤维的主要优点 容量大、衰减小、抗干扰强
解析：(1)
由题意可知，光线从 AB 边垂直射入，恰好在 BO 面发生全 反射，光线最后从 AO 面射出，光路图如图．
设该透明物质的临界角为 C，由几何关系可知 C＝θ1＝θ2＝60° ， 1 由 sinC＝n 2 3 解得 n＝ 3 . (2)由几何关系知：β＝30° sinα 由折射定律 n＝sinβ 3 解得 sinα＝ 3 . 2 3 3 答案：(1) 3 (2)sinα＝ 3
解析：光在 AB 面上 O 点射入， 由折射定律， sinθ1 2 1 得 sinθ2＝ n ＝ ＝2， 2 2 所以 θ2＝30° .
光线射到 AE 面上的 D 点，由几何知识得
OD∥BE，且在 AE 面上的入射角 θ＝45° . 1 1 2 又 sinC＝n＝ ＝ 2 ， 2 所以 C＝45° . 因为 θ＝45° ， 故光线在 AE 面发生全反射，并垂直 BE 面射出，其光路图 如图所示． 答案：30° 光路图见解析
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如图所示， 某种透明物质制成的直角三棱镜 ABO， ∠A＝30° ， 一束光线在纸面内垂直 AB 边射入棱镜．如图所示，发现光线刚 好不能从 BO 面射出，而是最后从 AO 面射出．求： (1)透明物质的折射率 n； (2)光线从 AO 面射出的折射角 α.(结果可以用 α 的三角函数 表示)．