2019精选教育人教版高二物理选修34第十三章:132全反射.doc
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。
物理人教版选修3-4教材梳理 第十三章 2.全反射 含解析
疱丁巧解牛知识·巧学一、全反射现象1.光疏介质和光密介质任何介质的绝对折射率都大于1,折射率越大,光在其中传播的速度就越小,两种介质相比较,折射率较大的介质叫光密介质,折射率较小的介质叫光疏介质. 要点提示 光若从光密介质射入光疏介质时,折射角大于入射角.深化升华 同一种介质,到底是光密介质还是光疏介质是不确定的.例如玻璃相对水而言是光密介质,而相对金刚石而言是光疏介质.不能盲目地说哪一种介质就是光疏介质,哪一种介质就是光密介质.光疏介质、光密介质是对确定的两种介质而言的,任何两种透明介质都可以通过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.辨析比较 光疏介质和光密介质的比较2.绝对折射率和相对折射率 (1)定义:光从介质1射入介质2时,入射角i 与折射角r 的正弦之比叫做介质2对介质1的相对折射率,通常用n 21表示.若介质1是真空,则介质2相对真空的折射率是该介质的绝对折射率,通常用n 表示.(2)规律:n 21=r i sin sin =21v v =c v c v //21=211/1n n =12n n ,n 12=21n n ,故n 12=121n ,n 1v 1=n 2v 2,n 1sini=n 2sinr. 学法一得 本书中以后所得到的折射率都是指绝对折射率,所研究的折射问题都是光在真空(或空气)中与其他介质中的传播.3.全反射光由光密介质射向光疏介质时,折射角大于入射角,当入射角增大到一定程度时,折射角会增大到90°,此时折射光将怎样传播呢?实验证明,当折射角达到90°时,折射光全部消失,入射光全部被反射回原介质;当入射角再增大时,入射光仍被界面全部反射回原介质,这种现象叫做全反射.(1)临界角的定义:折射角为90°时的入射角称为全反射临界角,简称临界角,用C 表示.学法一得 光从光密介质射向光疏介质时,只要入射角大于临界角,一定会发生全反射现象.深化升华 一般情况下,光由一种介质到达另一种介质时,光既有反射又有折射,即光的能量有一部分反射回原介质中,而另一部分则进入其他介质中,发生全反射时,光的能量全部反射回原介质中.(2)临界角C 的表示式:由折射定律知,光由某介质射向真空(或空气)时,若刚好发生全反射,则n=C sin 90sin =C sin 1,所以sinC=n1. (3)对“海市蜃楼”的解释:由于空气中大气的折射和全反射,会在空中出现“海市蜃楼”.在海面平静的日子,站在海滨,有时可以看到远处的空中出现了高楼耸立、山峦重叠等景象,这种景象的出现是有原因的.当大气层比较平静时,空气的密度随温度的升高而减小,对光的折射率也随之减小,海面上空气的温度比空中低,空气的密度随温度的升高而减小,对光的折射率也随之减小,海面上空气的温度比空中低,空气的折射率下层比上层大.我们可以粗略地把空中的大气分成许多水平的空气层,如图13-7-2所示,下层的折射率较大.远处的景物发出的光线射向空中时,不断被折射,射向折射率较低的上一层的入射角越来越大,当光线的入射角大到临界角时,就会发生全反射现象,光线就会从高空的空气层中通过空气的折射逐渐返回折射率较低的下一层,在地面附近的观察者就可以观察到由空中射来的光线形成的虚像.这就是海市蜃楼的景象.如图13-7-3所示.图13-7-2图13-7-34.光纤通信全反射现象在通信中有重要的作用,光导纤维之所以能传光、传像,就是利用了光的全反射现象,光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝,直径只有1—100 μm左右.如图13-7-4所示,它是由内芯和外套两层组成,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、图象,如图把许多(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,就可以传输图象.。
(人教版)高中物理选修3-4课件:13.2全反射
第十三章 光
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
2.全反射
物理 选修3-4
第十三章 光
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
自 学 线 索
物理 选修3-4
第十三章 光
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
学 基础导学
物理 选修3-4
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
解析:
当 P 点光线射到木板边缘时恰好发生全反射,即
在空气中没有出射光线,则圆板半径 r= htan C,又由全反射公 n2-1 1 1 h 式 sin C= ,cos C= ,即 tan C= 2 ,则 r= 2 . n n n -1 n -1
物理 选修3-4
第十三章 光
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
(1)气候条件:当大气比较平静且海面与上层空气温差较大 时,空气的密度随温度的升高而减小,对光的折射率也随之减 小.因海面上的空气温度比空中低,空气的下层比上层折射率 大.我们可以粗略地把空中的大气分成许多水平的空气层,如图 所示.
物理 选修3-4
第十三章 光
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
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. 4.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.
2.全反射现象
物理 选修3-4
人教版高中物理选修3-4第十三章光学光学全反射.docx
高中物理学习材料桑水制作【知识概要】1. 光疏媒质:两种介质中__________________________叫做光疏媒质. 光密媒质:两种介质中______________________叫做光密媒质.2.全反射:当光从___________进入____________时,_____________大于______________。
当____________增大到某一角度时,折射角等于__________,此时,折射光完全消失,入射光全部反回原来的媒质中,这种现象叫做全反射. 发生全反射的条件:(1)光从_______________________。
(2)__________大于或等于___________,即_________。
3.临界角:(1)、定义:光从_____________射向____________时,折射角等于________时的________,叫做临界角。
用字母C 表示。
临界角是指光由光密媒质射向光疏媒质时,发生全反射形象时的最小入射角,是发生全反射的临界状态。
(2)当光由光密媒质射入光疏媒质时:若入射角i<C ,则不发生全反射,既有反射又有折射形象。
若入射角i ≥C ,则发生全反射形象.(3)应用:_______________、___________________。
【课堂例题】【例1】( )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 .口渴的沙漠旅行者,往往会看到前方有一潭晶莹的池水,当他们喜出望外地奔向那潭池水时,池水却总是可望而不可及。
C .用光导纤维传输光信号、图象信号。
D .在盛水的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。
【例2】( )如图所示,一束单色光沿半圆柱形玻璃砖的半径垂直ab 面入射,有光线从ab 面射出。
以O 点为圆心,将玻璃砖缓慢转过θ角时,恰好没有光线从ab 面射出。
人教课标版选修3-4物理第十三章第二节《全反射》名师教案2
《全反射》教学设计【课程分析】《全反射》是高中物理选修3-4第十三章《光》中的第二节的内容,本节知识以光的反射和光的折射为基础,是反射和折射的交汇点。
本节从光的反射和折射入手,探讨了光发生全反射的条件以及相关应用。
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。
【学情分析】这个时期的学生学习了物理必修1、2和选修3-1、3-2的教材,已经逐步体会出教材的思想,但部分学生的抽象思维和空间想象能力还比较低,对物理现象和知识的理解、判断、分析、和推理常常表现出一定的主观、片面性,这就要求在教学过程中合理安排、指导和引导学生突出重点、突破难点,提高学生分析、归纳、及抽象思维能力。
【设计思路】教学方法采用直观、感性的演示实验和多媒体视频辅助教学,将演示实验与多媒体的模拟分析有机结合起来。
课堂上,恰当的设疑,引导学生猜想,再通过演示和多媒体分析,最后得出结论。
学生既实现了从感性知识到理性知识的飞跃,又体会到了“设疑----猜想----实验----分析----结论----应用”的研究方法。
【核心素养】通过《全反射》的学习过程,让学生体验从实验、观察、分析、比较等获取知识的成功喜悦,从而培养学生热爱实验、勤于思考、乐于探究的科学品质;养成运用科学理论观察和分析周围事物的习惯,并知道物理知识与现代科技的密切关系,进一步增强学习物理的兴趣.【教学目标】①理解全反射现象.②掌握临界角的概念和发生全反射的条件.③知道自然界中的一些全反射现象,能运用所学知识解释自然界中的一些全反射现象.④知道光纤是利用全反射现象传播光信号的.【教学重点】理解全反射现象;掌握临界角的概念和发生全反射的条件.【教学难点】①知道临界角的概念;知道临界角是发生全反射的最小入射角.②知道发生全反射的条件.【教学过程】课前:登陆优教平台,发送预习任务。
根据优教平台上学生反馈的预习情况,发现薄弱点,针对性教学。
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?
人教课标版选修3-4物理第十三章第二节《全反射》名师教案1
课题名称:全反射学习主题:全反射的现象和条件一、整体设计思路(教学设计的思路与学习价值分析)按照物理概念的形成过程,以实验现象研究为主线进行教学:直观感受→引导学生探索、质疑→经过分析形成假设→学生探究性实验验证猜想→通过概括形成概念→深化知识加以应用。
通过学生间的讨论、动手、合作及归纳,使学生对全反射的概念和条件的理解更加准确、丰富和全面。
最后通过全反射的应用,实现知识延伸,开拓学生的视野,浸润科学推理论证的科学思维,培养提出问题、解释、交流和合作的科学探究能力,渗透科学态度和社会责任的核心素养。
二、核心素养和教学目标(指向学生素养发展的目标设计)1. 通过体验和实验,激发学习物理的兴趣,养成良好的科学态度;2. 通过理论探究和实验探究,认识光的全反射现象,理解全反射的条件和临界角的概念,培养科学推理、科学论证的科学思维,培养观察、分析、解决问题的能力;3. 通过30°和60°的量化过程,巩固折射定律,渗透量变引起质变的辩证思想,建立不同问题间的联系与差异。
4. 通过解决逻辑困惑的过程,渗透质疑创新的科学思维,提出问题、收集证据、交流评估的科学探究精神,润透学科本质和科学态度。
5. 通过解释生活中的现象,理解临界角的概念并能定量应用;初步了解光纤的工作原理,开阔视野,紧密联系现代科技和社会问题,渗透社会责任。
三、学习内容分析(教学内容及内容结构分析,重点难点分析)“全反射”是人教版高中物理新课标教材《选修3-4》第十三章《光》第2节的内容,这一节是在学生学习了光的反射、光的折射之后编写的,是反射和折射的交汇点。
本节从光的折射入手,在直线传播、反射、折射知识的基础上,进一步理解和应用折射定律和折射率,探讨了光发生全反射的条件以及相应的应用。
全反射现象研究,既是对反射和折射知识的巩固与深化,又为下一节“几种光具对光路的控制作用实验”的学习作了铺垫。
全反射现象及发生全反射的条件是本章的重点,也是本节的重点。
高二物理选修3-4-13.2-全反射 课件
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45 45
A、原理:利用全反射原理
B、作用:改变光路
C、优越性:反光率高,接近达到100%,成 像失真小.
D、应用:精密昂贵的光学仪器中,比方说 显微镜,单反相机,潜望镜,望远镜……
小结
1、光疏介质、光密介质
定义
2、全反射
临界角C
sin C 1 n
全反射的产生条件
3、全反射原理的应用实例
第十三章 光
全反射
一、光疏介质与光密介质 光疏介质:折射率较小的介质叫光疏介质。
光密介质:折射率较大的介质叫光密介质。
金刚石 二硫化碳 玻璃 水晶
几种介质的折射率
2.42 岩盐
1.63 酒精
1.5~1.9 水
1
空气
1.55 1.36 1.33 1.0028
请问:酒精是光密介质还是光疏介质?
• 注:①光疏介质与光密介质是相对的。
1.折射角逐渐
增大
;
2.折射光线亮度逐渐 减弱
;
3.反射角逐渐
增大
;
4.反射光线亮度逐渐 增强
;
5.当入射角增大到某一角度时,
折射光线消失 ,所有光线全部反射。
二、全反射现象
1.光在两种介质分界面的时候可能同时发生发射和折射现象 2.入射光线最亮,反射和折射亮度在变化(能量) 3.当入射角增大到一定程度的时候,折射光线消失,入射光线全 部反射回介质
折
射 率 大
Байду номын сангаас
B、作用:传输光、图象或者其他信 息
于 外 层
C、优越性:光纤通信的主要优点 是容量大、衰减小、抗干扰性强.
折
射 D、应用:光纤通信,医学及工业内
人教版选修3-4 13.2 全反射 教案 Word版含答案(2篇)
课时13.2全反射1.知道光疏介质、光密介质,认识光的全反射现象。
2.知道产生全反射的条件,能解释全反射现象,会计算临界角。
3.知道全反射棱镜及其应用,初步了解光导纤维的工作原理。
重点难点:临界角的概念,全反射的原理及其应用。
教学建议:全反射现象在生活中常会遇到,本节从光的折射入手,探讨了光发生全反射的条件以及相关应用。
要理解“光密”和“光疏”的概念,不但要了解“密”与“疏”是相对而言的,还要让学生知道不能将光密与光疏跟介质密度的大小混同起来。
要正确理解临界角的概念,要知道折射角随入射角的增大而增大,而且反射光不断增强,折射光不断减弱。
全反射棱镜和光导纤维是全反射的应用,这部分内容有利于开阔学生视野,加深对全反射的认识。
导入新课:光亮的铁球,在阳光下很刺眼,将光亮铁球夹在试管夹上,放在点燃蜡烛的内焰上进行熏黑,再将熏黑的铁球浸没在盛有清水的烧杯中,奇怪的现象发生了,放在水中的铁球变得比在阳光下更亮。
1.全反射(1)光密介质和光疏介质两种介质相比,折射率较大的叫①光密介质,折射率较小的叫②光疏介质。
(2)全反射当光从光密介质射入光疏介质时,同时发生③折射和④反射。
如果入射角逐渐增大,折射光离法线会越来越远,而且越来越弱,反射光却越来越强。
当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,⑤折射光完全消失,只剩下⑥反射光,这种现象叫作全反射。
这时的入射角叫作⑦临界角。
(3)发生全反射的必要条件a.光由⑧光密介质射入⑨光疏介质;b.入射角⑩等于或大于临界角。
2.全反射棱镜截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜,当光线垂直任意一个表面射入时,在棱镜内部都能发生全反射,所以这样的棱镜叫全反射棱镜。
全反射棱镜的反射率大于(填“大于”或“小于”)平面镜的反射率。
3.光导纤维(1)光导纤维的工作原理:光在玻璃纤维内发生全反射,光沿锯齿路线传播。
(2)光导纤维传输信息的优点:容量大、衰减小、抗干扰性强。
1.光在光疏介质中传播速度大还是在光密介质中传播速度大?解答:光疏介质。
最新人教版高中物理选修3-4第十三章《全反射》
2 全反射1.全反射现象(1)光疏介质和光密介质辨误区:区分光疏与光密介质①光疏介质和光密介质是相对而言的,并没有绝对意义。
②光疏和光密是从介质的光学特性来说的,并不是它的密度大小。
(2)全反射现象 光由光密介质射向光疏介质时,折射角大于入射角,当入射角增大到一定程度时,折射角会增大到90°,此时折射光全部消失,入射光全部被反射回原介质;当入射角再增大时,入射光仍被界面全部反射回原介质,这种现象叫做全反射。
为什么水或玻璃中的气泡看起来特别,明亮?水或玻璃中的气泡相对于水是光疏介质,光经水或玻璃照射气泡时,一部分光会发生全反射,有更多的光反射到人眼中,就好像光是由气泡发出的。
因此人眼感觉气泡特别明亮【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:本题考查对光疏介质和光密介质的理解。
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。
答案:BD2.发生全反射的条件(1)临界角的定义:折射角为90°时的入射角称为全反射的临界角,简称临界角,用C 表示。
(2)临界角C 的表达式:由折射定律知,光由某介质射向真空(或空气)时,若刚好发生全反射,则n =sin 90°sin C =1sin C ,所以sin C =1n。
(3)全反射发生的条件 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。
点技巧:巧解全反射问题解决全反射的问题必须准确地作出光路图,熟练的应用几何知识分析各角度之间的关系,再根据入射角与临界角的关系来判断,同时不要只考虑临界角,而忽略了光是由光密介质射入光疏介质还是由光疏介质射入光密介质。
【例2】 如图所示,一束光由空气射到透明介质的A 点,入射角为i ,则( )A .当i 足够大时,在A 点将发生全反射B .当i 足够大时,光从球内向外射出时将发生全反射C .无论i 多大,在A 点都不会发生全反射D .无论i 多大,光从球内向外射出时,都不会发生全反射解析:光从光密介质射向光疏介质时才可能发生全反射,因此光在A 点由空气进入介质球时,肯定不能发生全反射。
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13.2全反射
班级姓名
【自主学习】
一、光密介质和光疏介质
1.什么是光疏介质?什么是光密介质?如何判断介质是光疏介质还是光密介质?
2.根据折射定律,何种情况下,入射角大于折射角?何种情况下,入射角小于折射角?
二、全反射
1.当光从光密介质射入光疏介质时,随着入射角的增大,折射光和反射光会发生哪些变化?
2.什么现象是全反射?
3.全反射现象产生的条件是什么?
4.什么是临界角?如何计算临界角?(请画出光路图)
5.如果光以接近900的入射角从空气掠射进入介质,求出这时的折射角,折射角与这种介质
的全反射临界角有何关系?(已知介质的折射率为n,要求画出光路图)
三、全反射的应用
1.全反射棱镜:利用了___________ 原理。
与平面镜相比,它的,,由于反射面不必涂反光物质,所以反射时。
它在光学仪器中用来
2.光导纤维:利用了___________ 原理。
实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝,直径只有几微米到一百微米之间,它由_______和________组成,内芯的折射率比外芯_______,光传播时在___________和___________的界面上发生全反射.
【典型例题】
一、光密介质和光疏介质
【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
二、全反射
【例2】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1
sin C
B.此单色光在该介质中的传播速度等于c sin C(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sin C倍
D.此单色光在该介质中的频率是在真空中的1
sin C
倍
三、光导纤维
【例3】.如图13-2-5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。
(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。
四、全反射的应用:
【例4】有人在河中游泳,头部露出水面,在某一位置当他低头向水中观察时,看到河底有一静止物体跟他眼睛正好在同一竖直线上。
这个人再向前游12 m,头部露出正好不能看见此物体,求河深。
(水的折射率为4/3)
【学后自测】
1.光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是()
A.光从玻璃射到分界面上,入射角足够小
B.光从玻璃射到分界面上,入射角足够大
C.光从空气射到分界面上,入射角足够小
D.光从空气射到分界面上,入射角足够大
2.如图所示,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( )
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上都不可能发生全反射现象
3.一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气,在界面上的入射角为45°.下面四个光路图中,正确的是( )
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.在自行车的后挡泥板上,常常安装着一个“尾灯”。
其实它不是灯,
它是一种透明的塑料制成的,其截面如图15-1所示。
夜间,从自行车后
方来的汽车灯光照在“尾灯”上时,“尾灯”就变得十分明亮,以便引起
汽车司机的注意。
从原理上讲,它的功能是利用了( )
A.光的折射B.光的全反射
C.光的干涉D.光的衍射
6.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
7.两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2,已知θ1>θ2。
用n1、n2分别表示水对两单色光的折射率,v1、v2分别表示两单色光在水中的传播速度,则( ) A.n1<n2,v1<v2 B.n1<n2,v1>v2
C.n1>n2,v1<v2 D.n1>n2,v1>v2
8.(2019苏锡常镇一模)一束细光束由真空沿着径向射入一块半圆柱形透明体,如图(a)所
O
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(b)的图线所示.此透明体的临界角为,折射率为。
9.如图所示,在厚度为d,折射率为n的大玻璃板的下表面,紧贴着一个半径为r的圆形发光面,为了从玻璃板的上方看不见圆形发光面,可在玻璃板的上表面贴一张圆纸片,求所贴圆纸片的最小面积。
【自助餐】
10.如图15-7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是多少?(设光在真空中的光速为c)
【学后反思】。