高中物理 第十三章 光 2 全反射学案 新人教版选修3-4-新人教版高二选修3-4物理学案VIP免费

2全反射一、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光疏介质，折射率较大的介质称为光密介质．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，则sinC＝.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．2．光导纤维及其应用(1)光导纤维对光的传导原理：利用了光的全反射．(2)光导纤维的构造：光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径从几微米到一百微米，由内芯和外套两层组成．内芯的折射率比外套的折射率大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射．(3)光导纤维的应用——光纤通信光纤通信的主要优点是容量大，此外光纤传输还有衰减少、抗干扰性强等多方面的优点．1．为什么蓝色的海水会产生白色的浪花呢？2．研磨成多面体的钻石光彩夺目，这是为什么呢？提示：都是因为光的全反射．考点一全反射1．光疏介质和光密介质(1)不同介质的折射率不同，我们把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．光疏介质和光密介质是相对的．(2)光疏介质和光密介质的比较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．3．临界角(1)定义：折射角为90°时的入射角，称为临界角，用C表示．当折射角为90°时，恰好发生了全反射.实际上折射角为90°是不存在的，但它是发生全反射的临界角度，因此在利用折射定律求临界角时，认为折射角为90°.(2)临界角C的表示式：由折射定律知，光由某种介质射向真空(或空气)时，若刚好发生全反射，则n＝＝.所以sinC＝.4．对全反射的理解从能量角度看，光在两种介质分界面上发生反射和折射时，若不计介质的吸收，入射光能量会分配成反射光和折射光两部分，其中反射光能量随着入射角的增大而增强，折射光能量则随着入射角的增大而减弱．因此，当入射角越小时折射光越强，而反射光越弱．这正是我们看水底处物体时感到垂直下视时看得最清楚，而斜视时感到有些模糊的原因．当发生全反射时，折射光能量等于零，入射光能量完全转化为反射光的能量．公式sinC＝只适用于光由介质射向真空或空气时临界角的计算，即C为介质对真空或空气的临界角.【例1】(多选)如图所示，一束光由空气射到透明介质球上的A点，入射角为i，则()A．当i足够大时，在A点发生全反射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【导思】1.光疏介质与光密介质是怎么定义的？2．光从一种介质射向另一种介质时一定会发生全反射吗？3．发生全反射要满足什么条件？【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；如右图所示，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i′＝r.根据折射定律n＝得，sinr＝，即随着i的增大，r增大，但显然r不能大于或等于临界角C，故i′也不可能大于或等于临界角，即光从B点射出时，也不可能发生全反射；同理，光从B点反射，光线射向D点，从D点射出时也不会发生全反射．【答案】CD【规律总结】解决此类题目需要掌握以下规律：(1)发生全反射的条件：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．(2)正确作出光路图，分清入射角、折射角．(3)熟悉应用几何知识，结合折射定律解题．如图所示，介质Ⅰ的折射率为，介质Ⅱ为空气．下列说法正确的是(C)A．光线a、b都不能发生全反射B...