光的全反射 含解析

第3节光的全反射

1．光从光密介质射入光疏介质时，若入射角增大到某一角度，________光线就会完全消失，只剩下________光线的现象叫全反射，这时的______________叫做临界角．2．要发生全发射，必须同时具备两个条件：(1)光从________介质射入________介质，(2)入射角____________________临界角．

3．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____________．

4．在实际应用中的光纤是一根极细的玻璃丝，直径约几微米到100 μm不等，由两种____________不同的玻璃制成，分内外两层，内层玻璃的折射率比外层玻璃的折射率____．当光从一端进入光纤时，将会在两层玻璃的界面上发生____________．

5．在水底的潜水员看来，水面上方的所有景物只出现在顶角为97°的倒立圆锥里，这是因为()

A．水面上远处的景物反射的阳光都因为全反射而不能进入水中

B．水面上远处的景物反射的阳光折射进入水中，其折射角不可能大于48.5°

C．水面上方倒立圆锥之外的景物反射的阳光都因为全反射的原因不可能进入水中

D．水面上方倒立圆锥之外的景物反射的阳光都因为折射的原因不可能进入潜水员的眼中

6．全反射是自然界里常见的现象，下列与全反射相关的说法正确的是()

A．光只有从光密介质射向光疏介质时才能发生全反射

B．如果条件允许，光从光疏介质射向光密介质时也可能发生全反射

C．发生全反射时，折射光线完全消失，反射光的能量几乎等于入射光的能量

D．只有在入射角等于临界角时才能发生全反射

7．一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°，下图所示的四个光路图中，正确的是()

概念规律练

知识点一发生全反射的条件

1．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

C．光线从光疏介质射向光密介质时，不可能发生全反射

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，在界面发生了全反射

2．如图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，均由空气射入玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置．下列说法正确的是()

图1

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

知识点二全反射的临界角

3．光在某种介质中传播的速度为1.5×108 m/s，光从此介质射向空气并发生全反射时的临界角是()

A．15°B．30°C．45°D．60°

4．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1sin C

倍 知识点三 光导纤维

5．光导纤维的结构如图2所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是( )

图2

A ．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

B ．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射

C ．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射

D ．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用

6. 如图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，又从另一端面射出所需的最长时间为多少？(设光在真空中的速度为c )

图3

方法技巧练

应用全反射规律解决实际问题的方法

7．有一折射率为n 的长方体玻璃砖ABCD ，其周围是空气，如图4所示，当入射光线从它的AB 面以入射角α射入时．

图4

(1)要使光线在BC 面发生全反射，证明入射角应满足的条件是sin α≤n 2－1.(BC 面足够长)；

(2)如果对于任意入射角的光线都能产生全反射，则玻璃砖的折射率应取何值？

8．如图5所示是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片，相机的镜头竖直向上．照片中，水立方运动馆的景象呈现在半径r ＝11 cm 的圆形范围内，水面上

的运动员手到脚的长度l ＝10 cm.若已知水的折射率为n ＝43

，请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深h .(结果保留两位有效数字)

图5

1．已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为1.33、1.55、1.60和1.63，如果光按下面几种方式传播，可能发生全反射的是( )

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

2．如图6所示，ABCD 是平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6

A ．只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上可能发生全放射现象

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．某一束单色光在水中的传播速度是真空中的3/4，则( )

A ．水的折射率为3/4

B ．水的折射率为4/3

C ．从水中射向水面的光线，一定可以进入空气中

D ．这束光在水中传播时的频率为真空中的3/4

4．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，若透光圆面的半径匀速增大，则光源正( )

A ．加速上升

B ．加速下沉

C ．匀速上升

D ．匀速下沉

5．如图7所示，一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象，下列说法正确的是( )

图7

A ．红光的偏折最大，紫光的偏折最小