高中物理《全反射》
物理有关全反射的PPT
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高中物理选修一 讲义 第2节 全反射
第2节全反射学习目标要求核心素养和关键能力1.知道什么是光疏介质与光密介质。
认识光的全反射。
2．理解临界角的概念，能判断是否发生全反射。
3．知道全反射棱镜、光导纤维及其应用。
4．能够通过作光路图，解决全反射现象的有关问题。
1.核心素养(1)运用平面几何知识进行光路分析。
(2)利用光路可逆原理分析问题。
2．关键能力运用数学知识解决物理问题的能力。
知识点一全反射夏季的早晨，从某一方向看植物叶子上的露珠会格外明亮，玻璃中的气泡从侧面看也是特别明亮，这是什么道理呢？提示光照射露珠或经玻璃照射气泡时，一部分光会发生全反射，有更多的光反射到人的眼睛中，人就会感觉特别明亮。
❶光疏介质和光密介质(1)定义：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)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。
③光疏和光密是相对介质的光学特性来说的，并不指它的密度大小。
例如，酒精的密度比水小，但酒精和水相比酒精是光密介质。
❷全反射(1)定义：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，这种现象叫作全反射。
这时的入射角叫作临界角。
(2)折射率与临界角的关系：sin C ＝1n 。
(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。
1．光疏介质和光密介质的比较光的传播速度 折射率光疏介质 大 小 光密介质小大2.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，即折射光线的能量减小，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。
《全反射》人教版高中物理优秀课件1
光及其应用
2 全反射
01课前自主学习 03课堂效果检测
02课堂考点演练 课时作业
一、全反射
1．不同介质的折射率不同，我们把折射率 较小 称为光疏介质，折射率 较大 的介质称为光密介质．
的介质
2．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 光线就会完全消失，只剩下 反射 光线的
(多选)一束光从空气射向折射率 n＝ 2的某种玻璃的表面， 如右图所示．θ1 代表入射角，则( BC )
A．当 θ1>45°时会发生全反射现象 B．无论入射角 θ1 是多大，折射角 θ2 都不会超过 45° C．当入射角 θ1＝45°时，折射角 θ2＝30° D．当入射角 θ1＝60°时，反射光线与折射光线垂直
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 (1)定义：光由光密介质射向光疏介质时，若入射角增大到 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．如下图所示．
(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．
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．
1 用字母 C 表示，则 sinC＝ n .
3．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 大于等于 临界角．
二、全反射的应用 1．全反射棱镜的截面是 等腰直角 三角形，当光垂直于 直角边射向棱镜时，光的传播方向改变了 90° 角，当光垂直 于斜边射向棱镜时，光的传播方向改变了 180° 角．
人教版高中物理选择性必修1第4章第2节全反射课件
解析:光信号由 A 点进入光导纤维后,沿 AO 方向照射到 O 点,此时 入射角α恰好等于临界角。由几何关系可得光在光导纤维中传播的 距离 l=sin 。 设介质的折射率为 n,光在此介质中的速度为 v,则有 sin α=sin C=1,n= ,而 vt=sin ,解得 n= 。
答案:
拓展提高
1、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n=1.5的玻璃全反射棱镜。图乙给出了两棱镜四种放置
B 方式的示意图,其中能产生图甲效果的是( )
解析:四个选项产生光路效果如图所示。
拓展提高
2、已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为1.33、1.55、
D 射角是60°,则下列光路图正确的是(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=1
=
1 2
,得
C=45°<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,故选项D正确。
拓展提高
水流导光
将塑料瓶下侧开一个小孔，瓶中灌入清水，水就从小孔流出。用激光水 平射向塑料瓶小孔入图，激光可由激光笔产生)，观察光的传播路径。
c 1.60和1.63,如果光按下面几种方式传播,可能发生全折射的是( ) 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
解析：折射率相对较小的介质是光疏介质,折射率相对较大的介质是光密 介质,发生全反射的条件之一是光由光密介质射向光疏介质,由此可知选项C正 确。
2024年高中物理全反射优质教案
2024年高中物理全反射优质教案高中物理全反射优质教案 1一、教材分析《全反射》是高中物理选修3—4的必修内容，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。
本节就从光的折射入手，探讨了光发生全反射的条件，以及相关应用。
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。
二、教学目标1、知识目标：（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）培养学生观察、分析、解决问题的能力。
2、能力目标：（1）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。
（2）启发学生积极思维，锻炼学生的语言表达能力。
3、情感、态度和价值观目标：（1）培养学生学习物理的兴趣，进行科学态度、科学方法教育。
（2）感悟物理学研究中理论与实践的辨证关系。
三、教学重点难点重点：临界角的概念及全反射条件难点：全反射现象的应用四、学情分析学生是教学过程中的主体，这个时期的学生学习了物理一、二册的教材，已经逐步体会出教材的思想，但是大多数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性、片面性、和表面性，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。
五、教学方法1、教学方法采用直观、感性的'实验和视频，将演示实验与多媒体的模拟分析有机的结合起来。
课堂上，尽可能多的留给学生参与教学的思维空间。
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”的研究方法2、学案导学：见后面的学案3、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习六、课前准备1、学生的学习准备：结合学案预习本节内容。
2022-2023高中物理--光--第二节：全反射
全反射一、知识点梳理1.光疏介质和光密介质(1)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.(2)对光疏介质与光密介质的理解.①光疏介质和光密介质是相对而言的，并没有绝对的意义.例如：水晶(n=1.55)对玻璃 (n=1.5)是光密介质，而对金刚石(n=2.427)来说，就是光疏介质. 同一种介质到底是光疏介质还是光密介质，是不确定的②光若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③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， ④由nc v =可知：光在光密介质中传播速度比在光疏介质中要小.例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2.全反射(1)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，反射光增强，折射光减弱，继续增大入射角，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，这种现象叫全反射.(2)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(3)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C C n o sin 1sin 90sin ==，所以nC 1sin =. (4)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(5)两点助你理解全反射现象中的能量分配关系.①折射角随着入射角的增大而增大，折射角增大的同时，折射光线的强度减弱，即折射光线的能量减小，亮度减弱，而反射光线的强度增强，能量增大，亮度增加；②当入射角增大到某一角度时（即临界角)，折射光能量减弱到零（即折射角为90°），入射光的能量全部反射回来，这就是全反射现象.例2.（多选）如图所示，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玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置，下列说法正确的是（ ）A ．假若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3.全反射棱镜(1)构造：截面为等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜.(2)对全反射棱镜光学特性的两点说明：①当光垂直于它的一个界面射入后，都会在其内部发生全反射.与平面镜相比，它的反射率很高.②反射面不必涂敷任何反光物质，反射时失真小.如图示的等腰直角三角形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°)大于光从玻璃射人空气的临界角(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（如图甲所示）.如果光垂直地射到AC 面上（乙所示)，沿原方向射入棱镜后，在AB 、BC 两面上都会发生全反射，最后沿着与入射光相反的方向从AC 面上射出.例3.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，其框外光线如图所示．方框内有两个折射率5.1=n 的玻璃全反射棱镜．图给出了两棱镜四种放置方式的示意图，其中能产生如图效果的是（ ）二、技巧总结，思维拓展1.应用全反射解决实际问题的基本方法(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)若光由光密介质进入光疏介质时，则根据n C 1sin =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，运算及变换进行动态分析或定量计算.例4．半径为R的半圆柱形玻璃，横截面如图所示，O为圆心，已知玻璃的折射率为2，当光由玻璃射向空气时，发生全反射的临界角为45°，一束与MN平面成45°角的平行光束射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从MN平面上射出，求能从MN平面上射出的光束的宽度为多少？2.应用全反射解释自然现象(1)对“海市蜃楼”的解释：由于光在空气中的折射和全反射，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、街道棋布、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，海面上附近的空气温度比高空中低，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所示.(2)对沙漠上、柏油路上的蜃景的解释：在沙漠里也会看到蜃景，太阳照到沙地上，接近沙面的热空气层比上层空气的密度小，折射率也小.从远处物体射向地面的光线，进入折射率小的热空气层时被折射，入射角逐渐增大，也可能发生全反射.人们逆着反射光线看去，就会看到远处物体的倒景（如右图），仿佛是从水面反射出来的一样.沙漠里的行人常被这种景象所迷惑，以为前方有水源而奔向前去，但总是可望而不可及.在炎热夏天的柏油马路上，有时也能看到上述现象.贴近热路面附近的空气层同热沙面附近的空气层一样，比上层空气的折射率小.从远处物体射向路面的光线，也可能发生全反射，从远处看去，路面显得格外明亮光滑，就像用水淋过一样.(3)水或玻璃中的气泡为何特别明亮？由右图可知，也是光线在气泡的表面发生全反射的结果.例5．（多选）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，它也随着你的靠近而后退.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3.光纤通信(1)光导纤维.光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝，直径只有1左右.如图所示，它是由内芯和外套两层组成，~μm100内芯的折射率大于外套的折射率，光由一端进入，在内芯和外套的界面上经多次全反射，从另一端射出.(2)光导纤维的应用.①利用光导纤维可实现光纤通信，而光导纤维通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强等.②医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等脏器的内部.例6．图示为一光导纤维（可简化为一长玻璃丝）的示意图，玻璃丝长为L，折射率为n，AB代表端面，已知光在真空中的传播速度为c.（1）为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件；（2）求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间.三、针对训练1．（多选）如图所示，一条光线从空气中垂直射到棱镜界面BC 上，棱镜的折射率为2，这条光线离开棱镜时与界面的夹角为（ ）A ．30°B ．45°C ．60°D ．90°2．在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示，有一半径为r 的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合，已知玻璃的折射率为 1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为（ ）A ．rB ．r 5.1C ．r 2D ．r 5.23．如图所示，置于空气中的厚玻璃砖，AB 、CD 分别是玻璃砖的上、下表面，且AB ∥CD ，光线经AB 表面射向玻璃砖，折射光线射到CD表面时，下列说法正确的是（ ）A ．不可能发生全反射B ．有可能发生全反射C ．只要入射角i 足够大就能发生全反射D ．不知玻璃折射率，无法判断4．如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为60°，已知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时与入射光线平行，此玻璃的折射率为（ ）A ．2B ．1.5C ．3D ．25．在完全透明的水下某处放一点光源，在水面上可以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（ ）A ．加速上升B ．加速下沉C ．匀速上升D ．匀速下沉6．如图所示是一个41圆柱体棱镜的截面图，图中E 、F 、G 、H 将半径OM 分成5等份，虚线1EE 、1FF 、1GG 、1HH 平行于半径ON ，0N 边可吸收到达其上的所有光线，已知该棱镜的折射率35 n ，若平行光束垂直入射并覆盖OM,则光线（ ） A ．不能从圆弧1NF 射出 B ．只能从圆弧1G N 射出C ．能从圆弧11H G 射出D ．能从圆弧M H 1射出7．一单色光从空气中射到直角棱镜一个面上P 点，以入射角θ＝60°射入棱镜，经折射后射到另一面的Q 点，恰好发生全反射，如图所示，则棱镜的折射率是( )A ．72B ．73C ． 2D ．28．如图是一段因拉伸速度不均匀而形成的不合格光纤产品，呈圆台形，一束单色光射到上边界O 点并射出光纤，进入真空中时，入射角为30°，折射角为53°(sin 53°＝0.8)，则（ ）A ．此光纤的折射率为0.625B ．该单色光在光纤中的传播速度为m/s 10875.18C ．减小单色光在O 点的入射角可以提高光能传输效率D ．同一单色光在此光纤内的全反射临界角比在圆柱形光纤中大9．（多选）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10．一玻璃立方体中心有一点状光源，今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体，已知该玻璃的折射率为2，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值.11．如图所示，空气中有一折射率为2的玻璃柱体,其横截面是圆心角为90°、半径为R 的扇形OAB ，一束平行光平行于横截面，以45°入射角照射到OA 上，OB 不透光，若只考虑首次入射到圆弧AB 上的光，则AB 上有光透出部分的弧长为多长?12．如图所示，三棱镜的横截面为直角三角形ABC ，∥A ＝30°，∥B ＝60°，一束平行于AC 边的光线自AB 边的P 点射入三棱镜，在AC 边发生反射后从BC 边的M 点射出，若光线在P 点的入射角和在M 点的折射角相等.(1)求三棱镜的折射率；(2)在三棱镜的AC 边是否有光线透出？写出分析过程.(不考虑多次反射)13．如图所示，OBCD 为半圆柱体玻璃的横截面，OD 为直径，一束由紫光和红光组成的 复色光沿 AO 方向从真空射入玻璃，紫光、红 光分别从 B 、C 点射出，设紫光由 O 到 B 的传播时间为B t ，红光由 O 到 C 的传播时间为C t ， 请比较 B t 、C t 的大小.14．如图所示，图中阴影部分ABC 为一透明材料做成的柱形光学元件的横截面，该种材料 折射率 n ＝2，AC 为一半径为R 的1/4圆弧，D 为圆弧面圆心，ABCD 构成正方形，在 D 处有一点光源，若只考虑首次从圆弧 AC 直接射向AB 、BC 的光线，从点光源射入圆弧 AC 的光中，有一部分不能从 AB 、BC 面直接射出，求这部分光照射圆弧 AC 的弧长.15．一个半圆柱形玻璃砖，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2 n .(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R 23处垂直于AB 从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置.答案例题例1.BD 例2.ACD 例3.B例4.解析：如图所示，进入玻璃中的光线①沿半径方向直达球心位置O ，且入射角等于临界角，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 上的入射角一定大于临界角，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，最右边射向半球面的光线③与球面相切，入射角i =90，由折射定律22sin sin ==n i r ，r =45°，故光线③将垂直于MN 射出，所以在MN 面上射出的光束宽度应是R r R OE 22sin ==.例5.AD例6.解析：（1）设激光束在光导纤维端面的入射角为i ，折射角为α，折射光线射向侧面时的入射角为β，要保证不会有光线从侧壁射出来，其含义是能在侧壁发生全反射. 由折射定律：αsin sin i n =，由几何关系：=+βα90°，βαcos sin =，恰好发生全反射临界角的公式：n 1sin =β，得211cos n -=β，联立得1sin 2-=n i ，要保证从端面射入的光线能发生全反射，应有1sin 2-≤n i（2）光在玻璃丝中传播速度的大小为nc v =，光速在玻璃丝轴线方向的分量为βsin v v z =， 光线从玻璃丝端面AB 传播到其另一端面所需时间为z v L t =，光线在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光线从端面AB 传播到其另一端面所需的时间最长，联立得c Ln t 2max =. 针对训练1.BD 提示：AB 面全反射，AC 面不发生全发射，所以有一条折射光线，一条反射光线2.C 提示：如右图所示，光线射到A 或B 时，入射角大于临界角，发生全反射，而后由几何关系得到第二次到达界面的时候垂直射出，O 点为△ABC 的重心，设x EC =，由几何关系得到：32=+r x x ，解得光斑半径r x 2=.3.A4.C5.D 解析：如图所示，在水面上看到透光平面半径为R ，设光从水中射入空气中发生全反射的临界角为C ，n C 1sin =，由儿何知识得22sin h R RC +=，由以上两式可得12-=n h R ，透光平面半径R 与h 成正比，R 均匀增大，R 也均匀增大，故D 项正确.6.B 解析：由临界角公式n C 1sin =可知，53sin =C ，由几何关系可知G G 1即为光在圆孤面上的临界角的一条边，以1G 点为分界点，向圆弧N 点移动，光在弧N G 1上入射角越来越小，故光能从弧1NG 射出，向圆弧的M 点移动，光在弧M G 1上入射角越来越大（大于临界角）， 故光在弧M G 1上发生全反射，不能射出.7.A 解析：作出光路图如图所示：光线在P 点发生了折射，则有n ＝sin θsin r，根据题意知光线在Q 点恰好发生了全反射，入射角等于临界角C ，由几何知识有r ＋C ＝90°，所以可得n ＝sin θsin （90°－C ）＝sin θcos C，即得n cos C ＝sin θ，又sin C ＝1n ，则cos C ＝1－sin 2C ＝1－1n2，联立可得n 2－1＝sin 60°，解得n ＝72，故A 正确.8.B 解析： 由sin 53°sin 30°＝n ，可知n ＝1.6，故A 错误；v ＝c n ＝3×1081.6m/s ＝1.875×108 m/s ，故B 正确；减小单色光的入射角不利于全反射，故C 错误；临界角取决于折射率，与形状无关，故D 错误.9.CD 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；光从介质球向外射出的入射角'i 是随着i 的增大而增大的，且'i 的增大只是逐渐接近临界角，不可能大于临界角，原因如下：在如图所示中，对于球上任意一点，球面法线一定过圆心O ，设r 为光从A 点射入时的折射角，'i 为光从B 点射出时的入射角，它们为等腰三角形的两底角，因此有r i ='，根据折射定律r i n sin sin =，得n i r sin sin =，随着i 的增大，r 增大，但显然r 不能大于临界角C ，故'i 也不可能大于临界角，即光从B 点射出时，也不可能发生全反射，在B 点的反射光线射向D 点，在D 点射出时也不会发生全反射.10.解析：如图，考虑从玻璃立方体中心O 点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射，根据折射定律有：αθsin sin =n ，式中，n 是玻璃的折射率，入射角等于θ，α是折射角，现假设A 点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点，由题意，在A 点刚好发生全反射，故2πα=A ，设线段OA 在立方体上表面的投影长为A R ，由几何关系有22)2(sin a R R A AA +=θ，式中a 为玻璃立方体的边长，解得2a R A =，由题意，上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为A R 的圆，所求的镀膜面积S'与玻璃立方体的表面积S 之比为4'π=S S .11.解析：由sin C ＝1n ，可知光在玻璃柱中发生全反射的临界角C =45°,2sin 45sin =ro，所有光线从AO 进入玻璃柱后的折射角均为30°，从O 点入射后的折射光线将沿半径从C 点射出，假设从E点入射的光线经折射后到达D 点时刚好发生全反射,则∠ODE =45°.如图所示,由几何关系可知θ=45°，故弧长为0.25πR12.解析： (1)光路图如图所示，图中N 点为光线在AC 边发生反射的入射点。
高二物理人教版选择性必修第一册教学课件《全反射》
感谢聆听
大气中的光现象——海市蜃楼（沙漠或马路） 倒立虚象
解释：贴近地面空气温度高，密度小，折射率小，上层空气温 度低，密度大 ，折射率大 。远方物体发出的有些光线向地面 入射时不断折射弯曲，到地面附近时发生全反射，再折向上射 向远处空中，观察者感觉这光线来自地下。
小结
一、光疏介质与光密介质 1、定义: 2、理解: ①相对性。②以折射率为依据的，与介质的其它属性无关。
议一议： 1、发生全反射的条件是什么？ 2、光从折射率为 n 的某种介 质射入空气（真空）发生全反 射时的临界角C等于多少？
全反射
全反射条件： 1、从光密介质射入光疏介 质时，2、如果入射角等于 或大于临界角。
全反射角 sin C 1
n
水的临界角为48.8°，各种玻璃 的临界角为32°至42°，金刚石的 临界角为24.4°
《2019人教版高中物理选择性必修1》课件
4.2全反射
第四章 光
授课教师：
教学目的
1、知道什么是光疏介质和光介质． 2. 理解光的全反射现象，掌握发生全反射的条件． 3. 理解临界角的物理意义，会根据公式确定光从介质射入 真空（空气）时的临界角．
学习任务
1、知道什么是光疏介质和光介质． 2. 理解光的全反射现象，掌握发生全反射的条件． 3. 理解临界角的物理意义，会根据公式确定光从介质射入 真空（空气）时的临界角．
临界角 42.9° 47.3° 48.6°
光的全反射ppt课件
例如，水晶与水相比， 水晶为光密介质，水为光疏介质 水与空气相比， 水为光密介质，空气为光疏介质。
发生全反射的条件是: 光由光密介质射入光疏介质， 且入射角大于等于临界角。 例如，当光从水晶射入水时可能发生全反射，而光从水射入水晶 时就不会发生全反射，
典例
一束单色光从玻璃射入空气。 已知玻璃的折射率n=1.53，当入射角分别为50°、30 °时，光能 否发生折射? 若能，折射角为多大?
光由不同的介质射入真空或空气时，临界角不同根据折射定律， 光从折射率为n的某种介质进入真空或空气时的临界角C应满足
1
根据公式 sinC= 1可求出不同介质的临界角。
n
钻石的临界角约为 24.4° 水的临界角约为 48.8° 而玻璃因制造材料的不同，临界角有较大的差异，一般在 30°— 42°
介质的临界角越小，就越容易发生全反射。
科学知识
为了使钻石能发生全反射，需要将其表面打磨成特定的角 度使射到钻石背面的光的入射角大于其临界角24.4°。
科学知识
在图4-30中，图(a)是打合适的一种式样而图(b)(c)分别是 打得太深、太浅的情况，这样光会从其侧面或者底面射出， 使钻石失去光泽。
课堂练习
课堂练习
1.自行车尾灯用透明介质制成， 其外形如图所示。请说明自行 车尾灯在夜晚被灯光照射时特 别明亮的原因。
用同样的分析方法可知，当光 垂直于 AC面射入棱镜时，在两 个直角边的界面都会发生全反 射，使光的传播方向改变了 180°(图4-25)。
全反射棱镜的反射性能比镀 银的平面镜更好，精密的光 学仪器常用它代替镀银平面 镜来反射光，如全反射棱镜 应用于潜望镜等
美妙的彩虹，常引发人们产生美好的联想，被比喻为“天空的 微笑”“相会的彩桥”等。通常能看见的彩虹是红色在外、紫 色在内，这被称为“虹”。
高中物理全反射知识点
高中物理全反射知识点全反射是传播过程中的物理现象，它是指当电磁波或物理波在介质的界面上遇到凹面或凸面时，波的所有能量都可以完全反射到原来的方向上去。
这种现象发生在任何电磁波或物理波沿着媒体界面传播时，因此它在高中物理中占有重要地位。
在全反射过程中，可以有不同的介质，其中有两种比较典型的情况：一种是电磁波穿过空气和真空，另一种是穿过介质界面，如水、金属或其他物质。
当电磁波在空气或真空中传播时，所有的能量都会完全反射回原来的方向。
类似的，当穿过介质界面时，也会出现完全反射的情况：当波的能量在传播过程中转换为介质的能量，这样一来，介质的韧性能力也会把它完全反射回去。
另外，在高中物理中，我们也会接触到绝缘体全反射的概念，这是指电磁波在介质界面处完全反射，波面不发生变形。
这种现象一般发生在介质之间性质差异较大、表面光滑时，比如水和金属之间、空气和真空之间等。
全反射现象也会受到波的入射角的影响。
角度越大，反射的能量就越低，当角度达到特定的角度时，就会发生全反射现象。
因此，对于物理波或电磁波来说，它们对入射角的敏感程度也是很重要的考虑因素。
此外，高中物理中还会介绍反射率的概念，反射率是指介质界面反射的能量与入射能量之比，一般记为R，其中R=反射能量/入射能量。
反射率越大，反射能量越高。
同样，反射率也可以由入射角来确定：随着入射角的增大，反射率也会增大。
从上面的介绍可以看出，全反射是一种常见的物理现象，它的原理和特征关系到电磁波或物理波穿过介质界面时的反应，也是高中物理中重要的知识点。
为了更好地理解全反射的本质，我们要先了解介质的性质，然后深入研究介质界面上的入射和反射两个过程，最后再分析出它们之间的相互关系。
只有深入理解了全反射的原理和特征，才能更好地使用这项知识，掌握全反射的技巧，运用到实际应用中去。
由此可见，高中物理全反射是一个有趣而又重要的知识点。
首先要了解全反射的原理，并能分辩出完全反射、绝缘体全反射等多种情形及它们之间的区别；其次要掌握全反射现象和入射角之间的联系，以及反射率的概念；最后，要运用有关知识熟练掌握全反射技巧，以达到理论和实践相结合的效果。
高中物理全反射知识点
高中物理全反射知识点
全反射是一个重要的物理现象，它涉及到光的传播方式和入射光束的反射特性，广泛应用于信息、通讯等领域。
它的定义为当一束入射光线从一种介质（入射介质）到另一种介质（反射介质）时，在一个特定的角度下，以与入射介质法线成一定角度的反射光线完全反射回入射介质，而沿着反射面法线方向不发生变化。
全反射现象依赖于光源入射光束和反射介质的折射率之差，当光源入射进一种折射率更小的反射介质时，入射的光束会有一部分反射回去，剩下的一部分会经过反射面，沿着反射面法线进入反射介质，最终走向传播方向。
另外，全反射的发生受介质的入射和反射角度的影响，当入射角过大时，光直接从介质A入射到介质B时，光会发生衍射而不会发生全反射，只有当光在介质A中时入射角小于等于折射率大小比例时，才会发生全反射。
另外，光的衰减也会影响发生全反射的可能性，只有光強度不太弱，反射舌面才会出现反射带。
此外，全反射还受介质折射率差的影响，折射率大小比例越大，全反射越明显，这种现象称为大折射率比例全反射；而当折射率的大小比例较小时，光线难以反射，甚至不反射，这种现象称为小折射率比例全反射。
另外，全反射还有一种三面反射，其中反射端的入射介质和反射介质的折射率大小比例一定，且法线位于三个相邻反射面的夹角均为90°时，其反射现象可能出现。
因此，三面反射是一种特殊的全反射现象，也是信息传输技术中可利用的现象。
全反射具有现实意义，可以用于光纤、激光技术、雷达技术等信息、通讯的传播，特别是在生物医学领域非常有用，如常见的大号探头、全心电图及X射线映像等，这些技术都依赖于全反射现象。
全反射实际上是一种基本的光学物理现象，基本物理学家、光学工程师以及工程师在解决各种工程问题时都可以利用这种现象研究。
高中物理-全反射
全反射什么是全反射？全反射是光在介质中传播的一种特殊现象。
全反射指的是光从光密质进入光疏质时，当入射角大于临界角时，发生的只有反射光线，没有折射光线的现象。
全反射，顾名思义，就是光线全部反射了，没有产生折射光线。
还有一种定义，光由光密介质进入光疏介质时，会发生折射现象；当入射角θ增加到某种情形时，折射线向表面进行偏折，当折射角为90°，光线全部反射了，没有产生折射光线。
全反射的条件发生全反射的条件有如下两个：（1）光从光密介质进入光疏介质；（2）入射角必须大于临界角；全反射临界角当折射角等于90°时的入射角。
严格来说，光由光密介质进入光疏介质时，会发生折射现象；当入射角θ增加到某种情形时，折射线延表面进行，即折射角为90°，该入射角θ称为临界角。
高中物理网编辑们认为理解全反射，还要知道下面的这些知识：第一，只会考到大于临界角的问题，小于临界角的问题，入射角等于临界角的高中不会考。
第二，必须是从光密到光疏，且当折射角等于90°时的入射角（入射光与法线的夹角），一般用大写字母C来表示。
第三，全反射的日常应用举例：光导纤维，一些高倍显微镜器件。
第四，临界角与折射率的关系：对临界角有：sinaC=1/n;见参考文献说明。
光导纤维光纤通信利用的就是全反射的道理。
光纤在结构上有中心和外皮两种不同介质，光从中心传播时遇到光纤弯曲处，会发生全反射现象，而保证光线不会泄漏到光纤外（传导过程中没有能量损耗）。
光在均匀透明的，即使是弯曲的玻璃棒的光滑内壁上，借助于接连不断地全反射，可以从一端传导到另一端，如图所示。
当棒的截面直径很小，甚至到数微米数量级，传导的效果也不变（无能量损失），这种导光的细玻璃丝称为光学纤维。
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？
全反射说课高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册
学
分
析
【实验原理】——“变脸”实验装置与原理
教学目标
重、难点
分析
空气
水
实验过 程与装 置分析
教学效果 评价分析
看见蓝脸
看见红脸
看见红脸
看见蓝脸
空气
【实验设计思路或创新点】
【设计思路】
由于课堂时间有限，学生观看完变脸实验后，教师简单 介绍实验装置，通过布置家庭作业的方式，让学生去解 释变脸实验的原理，培养学生科学探究的积极性，同时 培养他们对物理问题解释说明的能力，也让学生在实际 问题中加深对本节所学内容的理解。
教 学 分 析
教学目标 重、难点
分析
环节二：实验探索真知(20min)
【活动三】深入探究发生全反射的条件
实验过 程与装 置分析
➢ 可替换介质的装置——半圆形水槽
演示实验：光从玻璃射向水中
教学效果 评价分析
教 学 分 析
教学目标 重、难点
分析
环节二：实验探索真知(20min)
【活动三】探究光从一种介质射入另一种介质是否可以发生全反射
教 学 分 析
教学目标 重、难点
分析
实验过 程与装 置分析
教学效果 评价分析
环节二：实验探索真知(20min)
【活动一】“玩”出全反射
【学生分组实验探究】 ➢ 实验仪器：一个激光笔、一个半圆
形玻璃砖 ➢ 实验目的：将光束从圆心沿着不同
方向射向半圆形玻璃砖，仔细观察 入射光线、反射光线、折射光线， 三条光线的数量变化情况。
人教版 高中物理 选择性必修一
《全反射》说课
教师：
01 教、学分 析
目录
CONTENTS
02 教学目标及重、难点分 析 03 实验过程与装置分 析 04 教学效果评价分 析
全反射(高中物理教学课件)完整版
现象： 1.光从光密介质射向光疏介质时，同时存在反射光线和折射光线 2.入射角增大过程中，反射角、折射角均增大，且折射光线越来 越弱，反射光线越来越强。 3.入射角增大，折射角达到90˚时，折射光线完全消失
三.全反射的应用
思考：在天气晴朗的时候，特别是在炎热的夏天 我们会看到远处柏油马路上显得特别明亮，甚至 还能看到倒影，到那儿一看地面是干的，为什么 会出现这种现象？
典型例题 例4.如图所示,一半径为R的玻璃半球，折射率为 1.5，现有一束均匀的平行光垂直入射到整个半球 的底面上，进入玻璃半球的光线中不能直接从半 球面出射的光线所占的百分比为多少
02.全反射 图片区
问题.折射率是怎样定义的？ 定义1：光从真空射入某种介质发生折射时，入射 角的正弦与折射角的正弦之比，叫作这种介质的 绝对折射率，简称折射率 定义2：某种介质的折射率，等于光在真空中的传 播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比
n sin i c sin r v
问题.光从一种介质进入另一种介质，折射角总是 变小吗？
答：不一定，垂直入射不变，从介质到真空折射 角会变大。
一.光疏介质与光密介质
对于折射率不同的两种介质，我们把折射率较小 的称为光疏介质，折射率较大的称为光密介质
材料
水
水晶 金刚石
折射率 1.33
1.55
2.42
问题：水晶是光疏介质还是光密介质？ 注意：光疏介质、光密介质具有相对性。
一.光疏介质与光密介质 注意： 光由光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射 角；光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于 入射角。 即光疏介质n小夹角大(介质中v也大) 即光密介质n大夹角小(介质中v也小)
高三物理全反射
高中物理全反射优质教案
高中物理全反射优质教案
目标：通过本节课的学习，学生将能够理解全反射的概念、条件和应用，并能够运用相关知识解决相关问题。
教学时间：1课时
教学内容：什么是全反射、全反射的条件、全反射的应用
教学步骤：
一、导入（5分钟）
1. 引入本课主题：请同学们思考一下在日常生活中他们曾经观察到过什么能够反射光线的现象。
2. 引导学生思考：什么是全反射？全反射的条件是什么？
二、讲解全反射的概念和条件（15分钟）
1. 讲解全反射：全反射是指光线从光密介质射入光疏介质时，入射角大于临界角时，光线完全被反射的现象。
2. 讲解全反射的条件：入射角大于临界角时，全反射才会发生。
三、讲解全反射的应用（15分钟）
1. 讲解全反射的应用：全反射在光纤通信和显微镜中有广泛的应用。
2. 通过案例分析，让学生了解应用全反射的实际意义。
四、概念检测（10分钟）
1. 提问：当光线从光密介质射入光疏介质时，什么情况下会发生全反射？
2. 让学生进行回答和讨论。
五、课堂练习（10分钟）
1. 练习一：如果一个光线从水中射入空气中，入射角为30°，求此时的临界角是多少度？
2. 练习二：如果一个光线从水中射入空气中，入射角为45°，判断是否发生全反射？
六、课堂总结（5分钟）
1. 总结全反射的概念、条件和应用。
2. 引导学生思考全反射在日常生活中的应用和意义。
拓展活动：让学生自行探究全反射在其他领域的应用，并进行分享。
反馈评价：课后布置相关练习题，检验学生对全反射概念的掌握情况，定期进行课堂小测验进行及时反馈。
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全反射
2.发生全反射的条件
① 光从光密介质射入光疏介质 ② 入射角等于或大于临界角 3.临界角的大小：
sin C 1 n
介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小，越容 易发生全反射。
习题
全反射现象的判断：
例1.如图甲是反射光线,乙是折射光线,折射角大于入射角当 入射角增大时,下列说法正确的是( ) A.甲的亮度增大 B.乙的亮度增大 C.甲光线始终存在 D.乙光线始终存在 例2.若光在某种介质中的传播速度为1.5×108m/s，则该介 质的临界角为( ) A. 15∘ B. 30∘ C. 45∘ D. 60∘
利用全反射解释：潜水员看岸上景物都出现在一个倒立的圆锥里
利用全反射解释：潜水员看岸上景物都出现在一个倒立的圆锥里 这个圆锥的顶角为多大
三、全反射的应用 1.全反射棱镜 望远镜
三、全反射的应用
2.光导纤维 光线通讯、医用内窥镜：胃镜
三、全反射的应用
2.光导纤维 光线通讯、医用内窥镜：பைடு நூலகம்镜
四、解释生活中的现象
第十三章 光
全反射
杨村第三中学 王晓宇
温故知新
折射率的定义 光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折 射角的正弦之比，叫做这种介质的折射率
全反射
一.光密介质与光疏介质
1.折射率较大的为光密介质，折射率小的为光疏介质
2.光密介质与光疏介质是相对的 3.光密介质与光疏介质是以折射率为依据的，与介质的密 度无直接关系
1.为什么水中的气泡看起来很亮 2.硬币不见了
四、解释生活中的现象 2.沙漠蜃景和海面蜃景
小结
1.光密介质与光疏介质 2.全反射现象：定义、条件、临界角
3.全反射应用：光导纤维、全反射棱镜 4.生活中的全反射现象：水中气泡、沙漠蜃景
谢谢观看！
全反射
探究； 光密介质进入光疏介质，观察角度大小
逐渐增大入射角，观察会发生什么现象
全反射
二、全反射
1.定义： 当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折
射和反射。增大入射角，折射光线离法线会越来 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900时，折射 光线完全消失，只剩下反射光，这种现象叫作全 反射，这时的入射角叫做临界角。
习题
全反射现象的判断：
例2.若光在某种介质中的传播速度为1.5×108m/s，则该介质的 临界角为（ ） A. 15∘ B. 30∘ C. 45∘ D. 60∘
若光以60∘角从真空射入这种介质表面会不会发生全反射
习题
全反射现象的判断：
例3.图示为一直角棱镜的横截面∠bac=90∘,∠abc=60∘一平行细 光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射 率.n= ,2若不考虑原入射光在bc面上的反射光,则有光线( ) A. 从ab面射出 B. 从ac面射出 C. 从bc面射出，且与bc面斜交 D. 从bc面射出，且与bc面垂直