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-新人教版高二选修3-4物理学案VIP免费

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：折射角等于90°时的入射角叫临界角，用C表示，且有sinC=n1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。在后面的学习中，也会用到这方面的知识。3.全反射的应用：光导纤维和全反射棱镜光导纤维：(1)作用：传递声音、图像及各种数字信号(2)原理：光的全反射。(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、抗干扰能力强。(5)实验应用：光纤通信、医用胃镜等。全反射棱镜：形状是等腰直角三角形棱镜，在玻璃内部，光射向玻璃与空气界面时，入射角大于临界角，发生全反射。与平面镜相比，它的反射率高，几乎可达100%，由于反射面不涂敷任何反光物质，所以反射失真小。各个击破【例1】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：因为水的折射率为1.33，酒精的折射率为1.36，所以水对酒精来说是光疏介质；由1v=c/n可知，光在光密介质中的速度较小。本题答案是BD。答案：BD类题演练1一条光线由水中射向空气，当入射角由0°逐渐增大到90°时，下列说法正确的是()A.折射角由0°增大到大于90°的某一角度B.折射角始终大于入射角，当折射角等于90°时，发生全反射C.折射角始终小于90°，不可能发生全反射D.入射角的正弦与折射角的正弦之比逐渐增大解析：因为光线由水射向空气，根据折射定律可知，nsinθ1=sinθ2而n=1.33所以存在折射时，总是θ2>θ1,直到θ2=90°(发生全反射)为止。发生全反射以后，折射光线不存在，折射定律不再适用。该题中，发生全反射以前，入射角的正弦与折射角的正弦之比就是n，是一个常数。选项B正确。答案：B【例2】光由折射率分别为n1=1.33的水和n2=2的玻璃射向空气时的临界角各是多大？解析：由临界角公式sinC=n1可得水的临界角C1=arcsin11n=arcsin33.11=48.8°玻璃的临界角C2=arcsin21n=arcsin21=45°答案：48.8°45°类题演练2如图13-7-1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，均由空气射入到玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置。下列说法正确的是()图13-7-1A.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解析：三条入射光线沿着指向圆心的方向由空气射向玻璃砖，在圆周界面，它们的入射角为零，均不会偏折。在直径界面，光线aO的入射角最大，光线cO的入射角最小，它们都是从光密介质射向光疏介质，都有发生全反射的可能。如果只有一条光线发生了全反射，那一定是aO光线，因为它的入射角最大。所以...