高中物理 第十三章 光 2 全反射互动课堂学案 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全反射互动课堂疏导引导1.对全反射的理解（1）全反射光从光密介质射向光疏介质时，当入射角超过某一角度C（临界角）时，折射光线完全消失，只剩下反射光线的现象叫全反射.（2）临界角C折射角等于90°时的入射角叫做临界角.特别地，当光从某种介质射向真空（或空气）时，临界角C满足：.sin1sin90sinCCn(3)全反射的条件①光线从光密介质射入光疏介质.②入射角大于或等于临界角.（4）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和折射两部分，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.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.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.2.光导纤维（1）作用：传递声音、图像及各种数字信号.（2）原理：光在折射率不同的两种物质的交界面处发生全反射.（3）构造特点：双层，外层材料的折射率比里层材料的折射率小.(4)优点：容量大、衰减小（传输距离长）、抗干扰能力强.(5)实际应用：光纤通信、医用胃镜等.3.理解光密介质和光疏介质（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）光密介质与光疏介质是相对的，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，而相对金刚石而言则是光疏介质.（3）光密介质与光疏介质是由两种介质的折射率相对大小决定的，而不是取决于密度的大小，光密介质的折射率较大，但密度不一定较大.例如，酒精（n=1.36）相对于水（n=1.33)是光密介质，但酒精的密度却小于水的密度.（4）列表比较光疏介质和光密介质的比较光的速度折射率光疏介质大小光密介质小大（5）由折射定律知，光由光疏介质射入光密介质（例如由空气射入水）时，折射角小于入射角；光由光密介质射入光疏介质（例如由水射入空气）时，折射角大于入射角.活学巧用1.在一个圆形轻木塞的中心插上一枚大头针，然后把它倒放在水面上，调节针插入的深度，1使观察者不论在什么位置都刚好不能看到水下的大头针，如图13-7-1（a)，量出针露出的长度为d，木塞的半径为r，求水的折射率.图13-7-1思路解析：在调节针插入的深度后，使观察者不论在什么位置都刚好不能看到水下的大头针，这个现象是光的全反射现象.产生全反射的条件有两个：（1）光从光密介质射向光疏介质；（2）入射角i大于或等于临界角C.当光从某种物质射向真空（或空气）时，其临界角C有：sinC=n1,nC1arcsin(n为介质对光的折射率）作图如图13-7-1（b)，当A发出的光到达B点时恰以临界角C入射，因此sinC=n1,在△AOB中：tanC=dr，而tanC=11sin1sin22nCC得rrdn22.答案：rrdn222.如图13-7-2所示，A、B两点之间的距离为s，在两点间连接一直光导纤维，一束光从纤维中间射入，在光导纤维与空气的界面上恰好发生全反射现象，由A点传输到B点所用的时间为t.求光导纤维的所用材料的折射率.图13-7-2思路解析：设光线射到界面上入射角为α，光纤材料折射率为n，光在其中的传播速度为v，则由全反射条件：n1sin①vcn②又光在光纤中传播光程：sinss③且vst④解①②③④得.sctn2答案：sct3