高中物理 第十三章 光 第2节 全反射学案 新人教版选修3-4.doc
高中物理 第十三章 光(第2课时)全反射教师用书 新人教版选修3-4-新人教版高二选修3-4物理教案
第2课时全反射研究学考·把握考情]知识内容全反射考试要求加试b 教学要求1.区分光疏介质和光密介质2．了解光的全反射现象，知道全反射现象产生的条件3．知道光导纤维和全反射棱镜，了解它们的应用4．会计算全反射临界角知识点一全反射基础梳理]1．光疏介质和光密介质(1)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。
(2)光疏介质与光密介质是相对的。
2．全反射当光从光密介质射向光疏介质时，同时发生折射和反射，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，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射。
3．临界角(1)定义：折射角为90°时的入射角叫做临界角。
(2)临界角C与折射率n的关系：sin C＝1n。
4．发生全反射的条件当光从光密介质射入光疏介质时，如果入射角等于或大于临界角，就会发生全反射现象。
要点精讲]1．对光疏介质和光密介质的理解(1)光疏介质和光密介质是相对而言的。
(2)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。
(3)光从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角；反之，光由光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角。
(4)光疏和光密是从介质的光学特性来说的，并不指它的密度大小。
2．全反射(1)临界角：折射角为90°时的入射角称为全反射的临界角，用C 表示，sin C ＝1n。
(2)全反射的条件：①光由光密介质射向光疏介质；②入射角大于或等于临界角。
(3)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。
[例题 ] 某种介质对空气的折射率是2，一束光从该介质射向空气，入射角是60°，那么以下光路图中正确的选项是(图中Ⅰ为空气，Ⅱ为介质)( )解析 由题意知，光由光密介质射向光疏介质，由sin C ＝1n ＝12，得C ＝45°＜θ1＝60°，故在两介质的界面上会发生全反射，只有反射光线，没有折射光线，应选项D 正确。
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。
高中物理 第十三章 光 2 全反射课堂互动学案 新人教版选修3-4(2021年最新整理)
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2 全反射课堂互动三点剖析1。
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。
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.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.发生全反射的条件临界角：1折射角等于90°时的入射角叫临界角，用C表示，且有sinC=n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。
正确理解产生全反射的条件及反射现象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。
2020-2021学年人教版选修3-4 第十三章 2 全反射 教案(2)
全反射教学设计一、教学目标1、知识技能（1）知道什么是光疏介质，什么是光密介质，理解光的全反射；（2）理解临界角的概念，能判断是否发生全反射，并能解决有关问题；( 3 ) 知道光纤及其应用。
2、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的光路图；（2）会判断是否发生全反射并画出相应的光路图；（3）会用全反射解释相关现象，会计算各种介质的临界角。
3、情感态度与价值观（1）体会本节实验中“让入射光正对半圆形玻璃砖中心从曲面入射”是在设计实验时设计者为突出主要矛盾而控制实验条件达到略去次要矛盾的高明做法；（2）通过对蜃景现象的学习再次明确一切迷信或神话只不过是人们未能明确了科学真相时才托付于自然力的一种做法。
二、教学重点全反射条件临界角概念及应用三、教学难点临界角概念临界条件时的光路图及解题四、教学方法猜想法实验法归纳法讲练结合法小组合作五、教学器材Ppt课件半圆形玻璃砖激光笔量角器全反射棱镜六、课时安排一课时七、教学过程1、新课导入Ppt展示海市蜃楼，沙漠蜃景图片教师：同学们如何看待海市蜃楼和沙漠蜃景现象呢？学生1：由于光的折射形成的；学生2：是蛟龙吐气形成的；学生3：是神仙居住的地方；...........教师引导：所谓的蛟龙吐气等解释只不过是人们在未能明确科学真相时才托付于自然力的一种做法，海市蜃楼以及沙漠蜃景其实是一种光学现象，学习完本节课后我们再来试着一起从科学的角度解释。
（板书：全反射）2、新课讲解（1）光疏介质和光密介质教师：光由空气进入介质时入射角和折射角谁大谁小？学生：入射角大于折射角。
教师：那光由水进入玻璃砖时入射角和折射角的大小怎么确定呢？学生:..............环节一布置任务：请同学们自行阅读课本节内容的前两段内容，回答刚刚的问题，并且完成ppt所展示的表格。
环节二学生自学环节三学生展示自学结果环节四教师点拨一种介质是光疏介质还是光密介质是相对的环节五随堂测试教师：光由玻璃进入空气时折射角和入射角谁大谁小？学生：玻璃相对于空气是光密介质，光由光密介质进入光疏介质时折射角大于入射角，所以光由玻璃进入空气时折射角大于入射角。
2024-2025学年高中物理第十三章光7全反射教案3新人教版选修3-4
（2）讲授基本概念：采用PPT展示光的全反射的基本概念和条件，引导学生关注重点知识。
（3）实验观察：安排学生进行实验，观察光在介质界面上的反射和折射现象，让学生直观地了解全反射过程。
（4）小组讨论：让学生分组讨论光的全反射条件在实验中的体现，以及光在光纤中的传输原理。
详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解光的全反射的多样性或复杂性。
引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用光的全反射解决实际问题。
4.学生小组讨论（10分钟）
目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。
过程：
将学生分成若干小组，每组选择一个与光的全反射相关的主题进行深入讨论。
教学反思与总结
在教学光的全反射这一节内容时，我采用了讲授法、实验法、讨论法和案例研究法相结合的教学方法。通过开场提问、图片和视频展示、PPT讲解、实验观察、小组讨论和案例分析等教学活动，引导学生积极参与，激发学生的学习兴趣和主动性。
在教学过程中，我发现学生在理解光的全反射条件和光纤通信原理方面存在一定的困难。为了突破这一难点，我采用了实验观察和案例分析的方法，帮助学生直观地理解光的全反射现象，并通过实际应用案例，使学生了解光的全反射在现代科技领域的重要作用。同时，在小组讨论环节，鼓励学生相互交流、分享观点，共同解决难点问题。
板书设计
1.光的全反射概念
-光从光密介质进入光疏介质
-入射角大于临界角
-光线全部反射回原介质内
2.临界角
-入射光线与界面法线之间的夹角
-入射角等于临界角时，折射光线消失
3.全反射条件
-入射角大于临界角
-光线从光密介质进入光疏介质
人教版选修3-4 13.2 全反射 教案 Word版含答案
高中人教版物理课时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。
高中物理人教版选修34《13.2全反射》教案
《全反射》的教案——基于新课程标准和理念的教学设计马永江苏常州第四中学一、教学目标1、知识与技能掌握临界角的概念和发生全反射的条件；知道什么是光疏介质和光密介质；能判断什么情况下会发生全反射，了解全反射现象的应用；通过实验培养学生的观察能力、分析推理能力和创新思维能力。
2、过程与方法通过演示实验，学习探究科学的方法——比较法；通过实验设计和动手操作，经历科学探究的过程。
3、情感、态度与价值观体验全反射实验的探究过程，感受实验探究的乐趣；通过互动实验，培养学生探究科学知识的兴趣和实事求是的科学态度；通过全反射现象的应用，培养学生运用科学理论观察分析周围事物的习惯。
二、重点和难点重点是全反射现象；难点是临界角概念和全反射条件。
三、教学方法：实验探究法四、设计思路：本节课以实验为主线，通过一个带有魔术色彩的演示实验引入课题，再通过两个演示实验的对比，让学生观察、分析，揭示全反射的现象与产生条件，另外增加学生探究性实验，通过学生间的讨论、设计、动手及合作，使学生对全反射概念的理解更加准确、丰富和全面。
最后通过全反射的应用介绍，开拓学生的视野。
五、主要教学过程1、引入新课演示一：用细铁丝穿过单摆小金属球，使其一端伸出作为把手，然后捏住把手，用蜡烛火焰的内焰将金属球熏黑，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，放在水中的铁球变亮了。
好奇的学生误认为是水泡掉了铁球上黑色物，当老师从水中取出时，发现熏黑的铁球依然如故，将其再放入水中时，出现的现象和刚才一样，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。
2、新课教学2.1实验探究演示二：实验1：一束激光从空气射向半圆形玻璃砖的半圆面(如图1)。
实验2：一束激光从空气射向半圆形玻璃砖直边的圆心O（如图2）。
o图1 图2教师演示两遍实验后，让学生分组讨论后回答。
实验1现象：①当光沿着玻璃砖的半径射到直边上时，一部分光从玻璃砖的直边上折射到空气中，一部分光反射回玻璃砖内。
高中物理人教版选修34《13.2全反射》(学案)
光的折射定律及折射率。
§13.2全反射学习目的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、知道光导纤维及其应用。
学习重点、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。
一、引入新课完成右图两幅光路图。
〔注意反射光线及入射角与折射角的大小〕 二、全反射1、光疏介质与光密介质①光疏介质： 折射率较小的介质 。
②光密介质： 折射率较大的介质 。
指出上图中的光疏介质为 空气 ，光密介质为 水 。
假设光从玻璃射向水中时，光疏介质与光密介质分别为 水 、 玻璃 。
所以光疏介质与光密介质是 相对的 。
③由折射率的定义式及折射率与速度的关系推导光疏介质与光密介质中的角度及光传播的速度大小。
〔设入射角为θ，光疏介质与光密介质的折射率分别为n 1、n 2，折射角分别为θ1、θ2，速度分别为v 1、v 2〕又∵n 1＜n 2 ∴θ1＞θ2 v 1＞v 2可得：光在光疏介质中的传播速度比光密介质中的传播速度 大 ，在光疏介质中的角度比光密介质中的角度 大 ，即光从光疏介质进入光密介质时，折射角 小于 入射角；光从光密介质进入光疏介质时，折射角 大于 入射角。
2、全反射阅读课文答复以下问题：①当光从光密介质射向光疏介质时，假设增大入射角，折射角会如何变化？ 折射角随着增大。
②折射角与入射角中哪个角会先增大到90°？此时只有什么光线？〔折射角、反射光线〕 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时，折射光线完全消失，只剩反射光的现象 。
临界角： 当折射角刚好为90°时的入射角 ，常用 C 表示。
根据折射率的定义推导临界角与折射率的关系：nC 1sin3、发生全反射的条件① 光从光密介质射入光疏介质 。
② 入射角大于或等于临界角 。
4、自然界中的全反射现象：水或玻璃中的气泡看起来特别的亮堂；海市蜃楼；沙漠蜃景。
高三物理选修3-4 第十三章光第2节全反射导学案设计
高三物理选修3-4第十三章光第2节全反射导学案【教学目标】1．知道光疏介质和光密介质，认识光的全反射现象。
2．知道全反射棱镜及其应用，初步了解光导纤维的工作原理，认识光纤技术对社会经济生活的重大影响。
【教学重点】全反射及发生全反射的条件【教学难点】全反射的应用【自主学习】一、全反射1．不同介质的折射率不同，我们把折射率较小的介质称为，折射率较大的介质称为。
光疏介质与光密介质是相对的，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。
2．光由光疏介质射入光密介质时，折射角入射角；光由光密介质射入光疏介质时，折射角入射角。
3．演示实验：如图所示，让光沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直的边上，在这个边与空气的界面上会发生反射和折射。
逐渐增大入射角，观察反射光线和折射光线的变化。
4．当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射。
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，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做，这时的入射角叫做。
5．全反射的条件：当光从射入时，如果入射角临界角，就会发生全反射现象。
6．光从介质射入空气（真空）时，发生全反射的临界角C与介质的折射率n的关系是。
7．介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。
水的临界角为48.8°，各种玻璃的临界角为32°～42°，金刚石的临界角为24.4°。
8．全反射是自然界里常见的现象。
例如，水中或玻璃中的气泡，看起来特别明亮，就是因为光从水或玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故。
例题：在潜水员看来，岸上的所有景物，都出现在一个倒立的圆锥里，为什么？这个圆锥的顶角是多大？二、全反射棱镜如图所示，棱镜的截面为。
当光以图甲或图乙所示的方向射入玻璃时，由于光的方向与玻璃面垂直，光线不发生偏折。
但在玻璃内部，光射向玻璃与空气的界面时，入射角大于临界角，发生全反射。
高中物理第十三章2全反射教案新选修3-4
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．
教学方法
引导探究
教学手段
实验与计算机相结合
教学用具
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(半圆柱透镜)，弯曲的细玻璃棒(或光导纤维)．
(2)临界角C．折射角等于90°时的入射角叫做临界角，用符号C表示．光从折射率为n的某种介质射到空气(或真空)时的临界角C就是折射角等于90°时的入射角，根据折射定律可得：
(3)发生全反射的条件．
①光从光密介质进入光疏介质；
②入射角等于或大于临界角．
3．对全反射现象的解释．
(1)引入新课的演示实验Ⅰ．被蜡烛熏黑的光亮铁球外表面附着一层未燃烧完全的碳蜡混和物，对水来说是不浸润的，当该球从空气进入水中时，在其外表面上会形成一层很薄的空气膜，当有光线透过水照射到水和空气界面上时，会发生全反射现象，而正对小球看过去会出现一些较暗的区域，这是入射角小于临界角的区域，明白了这个道理再来看这个实验，学生会有另一番感受．
从细玻璃棒一端射进棒内的光线，在棒的内壁多次发生全反射，沿着锯齿形路线由棒的另一端传了出来，玻璃棒就像一个能传光的管子一样．
实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几μm到100μm左右，而且是由内心和外套两层组成的，光线在内心外套的界面上发生全反射，如果把光导纤维聚集成束，使其两端纤维排列的相对位置相同，这样的纤维就可以传递图像．
既然光线由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，由此可以预料，当入射角增大到一定程度时，折射角就会增大到90°，如果入射角再增大，会出现什么情况呢？
演示Ⅱ将半圆柱透镜的半圆一侧靠近激光光源一侧，使直平面垂直光源与半圆柱透镜中心的连线，点燃烟雾发生器中的烟雾源置于激光演示仪中，将接线板接通电源，打开激光器的开关．一束激光垂直于半圆柱透镜的直平面入射，让学生观察．我们研究光从半圆柱透镜射出的光线的偏折情况，此时入射角0°，折射角亦为零度，即沿直线透出，当入射角增大一些时，此时，会有微弱的反射光线和较强的折射光线，同时可观察出反射角等于入射角，折射角大于入射角，随着入射角的逐渐增大，反射光线就越来越强，而折射光线越来越弱，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光线完全消失，只剩下反射光线．这种现象叫做全反射．
2全反射-人教版选修3-4教案
全反射-人教版选修3-4教案一、教学目标1.了解什么是光的全反射；2.掌握全反射的条件和特点；3.了解全反射在生活中的应用；4.培养学生的观察能力和实验操作能力。
二、教学重点1.全反射的概念和条件；2.了解全反射在生活中的应用。
三、教学难点1.如何进行实验观察；2.如何理解全反射的特点。
四、教学过程1. 导入（5分钟）•运用LED灯和玻璃杯进行实验。
•观察导师如何将突起的光线反射到玻璃杯里，引出全反射的概念。
2. 理论讲解（10分钟）•定义全反射的概念；•解释全反射发生的条件，在此过程中介绍什么是临界角；•讲解全反射在光导纤维中的应用；•引导学生理解机械波的反射和折射。
3. 实验操作和观察（30分钟）•将水倒入玻璃器皿中；•在水面上放置一个钱币，在不同角度观察钱币的状态，记录下结果；•调整入射水的角度，当入射角等于临界角时，观察钱币状态，并记录下结果。
4. 总结归纳（10分钟）•请同学汇报实验结果；•对比不同角度下钱币的状态，引出全反射发生的条件和特点；•给出全反射在生活、科技中的应用，如光导纤维、摄影、望远镜等。
5. 练习课（10分钟）•设计一些练习题目，帮助同学巩固掌握全反射的概念和条件。
五、教学方法•实验教学法：通过实验，引导同学观察物理现象，并且独立发现全反射的规律性。
•演示教学法：通过实验演示，让学生更形象地感受全反射的特点。
六、教学媒体•LED灯；•玻璃杯；•玻璃器皿；•钱币。
七、教学总结全反射是物理学中的基础知识，在光学、通信、光电子学等领域都有应用。
通过这节课的讲解，同学们不仅了解了全反射的概念和条件，掌握了实验的操作过程，并且理解了全反射在生活、科技中的应用。
高二物理教案：13.2 光的全反射 (新人教版选修3-4)
13.2 全反射【教学目标】（一）知识与技能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。
（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。
3．会用全反射解释相关的现象。
4．会计算各种介质的临界角。
（三）情感、态度与价值观体会本节实验中“让入射光正对半圆形玻璃砖中心从曲面入射”是在设计实验时设计者为突出主要矛盾而控制实验条件达到略去次要矛盾的高明做法。
【教学重点】全反射条件，临界角概念及应用。
【教学难点】临界角概念、临界条件时的光路图及解题。
【教学方法】采用实验观察、猜想、印证、归纳的方法得出全反射现象的发生条件、临界角概念等。
【教学用具】光学演示仪（由激光发生器、带量角度的竖直面板、半圆形玻璃砖等组合）【教学过程】（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？生：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…生：小于入射角。
师：光从水中进入空气时，折射角…生：大于入射角。
师：对。
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。
高中物理人教版选修3-4教学案：第十三章 第2节 全反射 Word版含解析
第2节全反射一、光疏介质和光密介质光疏介质光密介质定义折射率较小的介质折射率较大的介质传播速度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折射特点光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角二、全反射1．全反射及临界角的概念(1)全反射：光从光密介质射入光疏介质时，若入射角增大到某一角度，折射光线就会消失，只剩下反射光线的现象。
(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光由介质射入空气(或真空)时，sin C＝1n(公式)。
三、全反射的应用1.光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角；反之，折射角大于入射角。
2．临界角：折射角为90°时的入射角。
3．发生全反射的条件：(1)光从光密介质射入光疏介质；(2)入射角大于或等于临界角。
4．光从介质射入空气(真空)时临界角与折射率的关系：sin C＝1n。
5．全反射棱镜和光导纤维都利用了光的全反射。
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，光线垂直于另一直角边射出。
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．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，由内芯和外层透明介质两层组成。
内芯的折射率比外层的大，光传播时在内芯与外层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。
1．自主思考——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。
高中物理(人教版)选修3-4(学案课件)：第十三章 光 第二节 全反射
• 答案：A • 解析：各种色光均以相同的入射角射向某 种介质时，由于介质对不同色光的折射率 不同，则折射角就不同．介质对它的折射 率越大，在AB界面上折射时的折射角越小 ，而在AC界面上对应的入射角越大，当入 射角减小时，折射光在AC面上的入射角增 大．当入射角减为零时，所有光线到AC面 上时入射角均为 θ ＝ 41.30°，结合上表可 知：紫、蓝、绿、黄四色光均在AC面发生 全反射，且紫光最先消失，故选项A正确.
• (1)定义 • 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，这时对应的入射 角叫做临界角． • (2)发生全反射的条件 • ①发生全反射现象必须满足的两个条件 • 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．
• ②临界角的计算 • 光从介质射入空气 ( 真空 ) 时，发生全反射 的临界角， C 与介质的折射率 n 的关系是 sinC＝ • 特别提醒： • 1 ．光疏介质和光密介质是相对而言的， 并没有绝对的意义． • 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．
色光
折射率 临界角 40.75° 40.88° 41.17° 41.23° 41.34° 41.37°
紫 1.532
蓝 1.528
绿 1.519
黄 1.517
橙 1.514
红 1.513
• A.紫光最先消失，最后只剩下红光和橙光 • B ．紫光最先消失，最后只剩下黄光、橙 光和红光 • C ．红光最先消失，最后只剩下紫光和蓝 光 • D ．红光最先消失，最后只剩下紫光、蓝 光和绿光
• 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折射 原理 • C ．光导纤维传递光信号是利用光的反射 和折射原理 • D ．目前广泛应用的光导纤维是一种非常 细的特制玻璃丝
高中物理 第十三章 光 2 全反射名师导航学案 新人教版选修3-4(2021年最新整理)
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2 全反射名师导航知识梳理1。
光疏介质（optically thinner medium ）和光密介质(optically denser medium ）:两种介质比较,折射率小的介质叫___________介质；折射率大的介质叫___________介质.2。
全反射现象：光从___________介质入射到___________介质的分界面上时,光___________反射回___________介质的现象.3。
临界角：折射角等于___________时的___________角叫临界角.用C 表示，C=arcsin n1。
4.发生全反射的条件：（1）光由__________介质射向_________介质;(2)入射角________临界角.5。
光导纤维: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，在___________和___________的界面上发生全反射.知识导学在学习本节内容时，要对光密介质和光疏介质有一个正确的理解，知道发生全反射的条件，认识全反射现象.在学习全反射时，要注意等效思想的运用。
例如：全反射棱镜对光的全反射作用在许多问题中可与平面镜等效.光导纤维是全反射的一种应用，应明确光导纤维的工作原理.疑难突破1。
高中物理 第十三章 光 第2节 全反射教案 新人教版选修3-4-新人教版高二选修3-4物理教案
13.2全反射物理核心素养主要由“物理观念〞“科学思维〞“科学探究〞“科学态度与责任〞四个方面构成。
教学目标〔一〕物理观念观察激光在水中的全反射现象1、让光线透过杯壁射入水中2、用木杆作为接收屏，改变入射角度 观察全反射现象分组实验2：玻璃砖中的全反射1、引导学生认识仪器2、明确实验目的3、讲解实验原理4、总结实验过程光密介质和光疏介质1.概念：两种介质比较，折射率大的介质是光密介质，折射率较小的介质是光疏介质。
观察下表中给出的8中不同的介质，请大家思考，哪一种是光疏介质？哪一种是光密介质？你判断光疏介质与光密介质的依据是什么？8中不同介质的折射率2.理解〔1〕光密介质与光疏介质是相对而言的；〔2〕判断光密介质与光疏介质的依据是介质的折射率与其他因素无关；设问：我们知道介质的折射率反映了光在介质中运动速度的快慢，请问大家光在光密介质中运动的快，还是在光疏介质中运动的快？ vc n ，n 小，v 大；n 大，v 小。
〔3〕折射率的大小反映了光在介质中传播的速度大小。
折射率大的介质就是光在其中传播速度小的介质，折射率小的介质就是光在其中传播速度大的介质。
设问：有了光密介质和光疏介质的概念，我们如何定义全反射呢？二、全反射1、实验现象2、全反射定义当光从光密介质射入光疏介质时，如果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，只剩下反射光的光学现象3、全反射条件〔1〕光线从光密介质射入光疏介质〔2〕入射角等于或大于某一角度三、临界角1、定义：折射角等于90度，折射光线刚好消失时的入射角2、计算公式： 1sin C n 再次明确全反射条件：1、从光密到光疏2、入射角等于或大于临界角例题：完成光路图总结反思1、必须用刻度尺作图2、现根据条件计算临界角3、对可知的角度进行标注，并进行必要的计算，以辅助作图四、全反射的应用1、全反射棱镜〔1〕截面为等腰三角形〔2〕光线垂直于一边入射〔3〕在玻璃内部，光线由玻璃射向空气时均发生全反射，无光线出射〔4〕优点：反射率高，失真小介绍应用2、光导纤维〔1〕结构：内芯和外套：内芯折射率更大〔2〕原理：光线在玻璃内部发生全反射，只在玻璃棒内沿着锯齿形路线传播〔3〕应用：①医学领域应用②光纤通信：容量大衰减小抗干扰性强解释引课实验[总结整节课内容][布置作业]。
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第2节 全__反__射光疏介质和光密介质[光疏介质 光密介质 定义 折射率较小的介质 折射率较大的介质 传播速度 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折射特点 (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1．密度大的物质叫光密介质，密度小的物质叫光疏介质。
(×)2．光疏介质和光密介质是相对的，同一种物质对一种介质可能是光疏介质，对另一种可能是光密介质。
(√)[释疑难·对点练]对光疏介质和光密介质的理解(1)光疏介质和光密介质是相对而言的，并不是绝对的。
例如：水晶(n ＝1.55)对玻璃(n ＝1.5)是光密介质，而对金刚石(n ＝2.42)就是光疏介质。
如果只有一种介质，说它是光疏介质还是光密介质是没有意义的。
(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。
例如，酒精的密度比水小，但酒精和水相比酒精是光密介质。
(3)光疏介质、光密介质是对确定的两种传播介质而言的。
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。
[试身手]1．(多选)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：选BD 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；由v ＝cn可知，光在光密介质中的速度较小。
故B 、D 正确。
全反射及其产生条件 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。
若入射角增大到某一角度，折射光线就会消失，只剩下反射光线的现象。
(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．发生全反射的条件(1)光从光密介质射入光疏介质。
(2)入射角大于或等于临界角。
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，sin C ＝1n(公式)。
(2)定性：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．常见的全反射现象(1)海水的浪花呈现白色。
(2)水中的气泡亮晶晶的。
(3)炎热夏天的柏油路面显得格外明亮光滑。
(4)海市蜃景。
[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．当发生全反射时，光的传播仍遵循反射定律及光路的可逆性。
(√)2．介质的折射率越大，临界角越小，越难发生全反射。
(×)3．当入射角达到临界角时，折射光线的强度减弱到零，反射光的能量等于入射光的能量。
(√)[释疑难·对点练]1．对全反射现象的理解(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，反射光的能量等于入射光的能量。
(2)全反射现象仍然符合光的反射定律。
(3)发生全反射时必须同时满足的两个条件是：光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于等于临界角。
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。
(2)若由光密介质进入空气时，则根据sin C ＝1n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。
[试身手]2．(多选)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，是因为光从水或玻璃射向气泡时，在界面发生全反射解析：选CD 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的光线强度大，故看起来特别亮，故D对。
全反射的应用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，光线垂直于另一直角边射出；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．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，由内芯和外层透明介质两层组成。
内芯的折射率比外层的大，光传播时在内芯与外层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。
[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．早晨植物叶子上的露珠看起来特别明亮是因为光发生全反射。
(√)2．光导纤维是利用了全反射原理。
(√)[释疑难·对点练]1．全反射棱镜全反射棱镜是利用全反射改变光路以便于观察而制成的。
在图中的等腰直角三角形ABC表示一个全反射棱镜的横截面，它的两直角边AB和BC表示棱镜上两个互相垂直的侧面。
如果光线垂直地射到AB面上，光在棱镜内会沿原来的方向射到AC面上。
由于入射角(45°)大于光从玻璃射入空气的临界角(42°)，光会在AC面上发生全反射，沿着垂直于BC的方向从棱镜射出(图甲)。
如果光垂直地射到AC面上(图乙)，沿原方向射入棱镜后，在AB、BC 两面上都会发生全反射，最后沿着与入射时相反的方向从AC面上射出。
生活中有许多地方都用到了这一原理，例如自行车尾灯(图丙)。
在光学仪器里，常用全反射棱镜来代替平面镜，改变光的传播方向。
图丁是全反射棱镜应用在潜望镜里的光路图。
2．光导纤维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，在两层的界面上经过多次全反射，从另一端射出。
光导纤维可以远距离传播光信号，光信号又可以转换成电信号，进而变为声音、图象。
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，就可以传输图象。
[试身手]3．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外层两层介质组成，下列说法正确的是( )A．内芯和外层折射率相同，折射率都很大B．内芯和外层折射率相同，折射率都很小C．内芯和外层折射率不同，外层折射率较小D．内芯和外层折射率不同，外层折射率较大解析：选C 光在光导纤维内传播而不折射出来，这是光在内芯和外层的界面上发生全反射的缘故，因而内芯的折射率一定大于外层的折射率，所以C正确。
全反射临界条件的应用[典例1] 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，如图所示。
玻璃的折射率为n ＝2。
(1)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？(2)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。
[解析] (1)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，如图甲所示。
由全反射条件有sin θ＝1n①甲由几何关系有OE ＝R sin 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(2)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乙光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由G 点射出，如图乙所示。
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。
[答案] (1)2R (2)光线从G 点射出时，OG ＝OC ＝32R ，射到G 点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C 点射出解决全反射问题的关键(1)准确熟练地作好光路图。
(2)抓住特殊光线进行分析。
求光线照射的范围时，关键是找出边界光线。
如果发生全反射，刚能发生全反射时的临界光线就是一个边界光线，而另一光线要通过分析找出。
折射与全反射的综合应用[典例2] (多选)一玻璃砖横截面如图所示，其中ABC 为直角三角形(AC 边未画出)，AB 为直角边，∠ABC ＝45°；ADC 为一圆弧，其圆心在BC 边的中点。
此玻璃的折射率为1.5。
P 为一贴紧玻璃砖放置的、与AB 边垂直的光屏。
若一束宽度与AB 边长度相等的平行光从AB 边垂直射入玻璃砖，则( )A ．从BC 边折射出一束宽度与BC 边长度相等的平行光B ．屏上有一亮区，其宽度小于AB 边的长度C ．屏上有一亮区，其宽度等于AC 边的长度D ．当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大[思路点拨] 根据光的传播方向，光首先射到BC 面上，能否射出要看是否满足全反射的条件，然后经BC 反射的光射到ADC 圆弧上，结合选项分析即可得出答案。
[解析]选BD 设光在玻璃砖BC 面与ADC 弧面上的临界角为C ，则有sin C ＝1n ＝23，显然C <45°，故可知光将在整个BC 面上发生全反射，也会在ADC 弧面上靠近A 点和C 点附近区域发生全反射。
D 点附近的射出光线形成会聚光束照到光屏P 上，由以上分析可知B 、D 选项正确。
光导纤维的应用[典例3] 角小于某一个值θ1入射到光导纤维的端面上时，光才有可能通过光导纤维从其另一端射出。
求证：θ1＝arcsin n 2－1。
[解析] 如图所示，由折射定律得，sin θ1sin θ2＝n ，sin C ＝1n。
因为θ2＋C ＝90°，所以sin θ1＝n sin θ2＝n cos C ＝n 1－sin 2C＝n 1－1n2＝n 2－1， 即θ1＝arcsin n 2－1。
[答案] 见解析不会有光线从侧壁“泄露”出来的含义是，不管入射角有多大都能在侧壁发生全反射。
令入射角等于90°，再由折射定律和全反射临界角公式、几何关系就可求出材料的折射率。
[课堂对点巩固]1．如图所示，光线由空气透过半圆形玻璃砖，或光线由玻璃砖射入空气的光路图中，正确的是(玻璃的折射率为1.5)( )A ．乙、丙、丁B ．乙、丁C ．乙、丙D ．甲、丙解析：选B 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，由临界角计算公式得C ＝arcsin 1n ＝arcsin 11.5≈42°，入射角为50°时大于临界角，将发生全反射。