四川省广安市岳池县第一中学高中物理《4.3 光的全反射》学案 教科版选修3-4VIP免费

学案3光的全反射[学习目标定位]1.理解光疏介质和光密介质，了解“疏”与“密”是相对的.2.理解光的全反射，会利用全反射解释有关现象.3.理解临界角的概念，能判断是否发生全反射并能画出相应的光路图.4.了解全反射棱镜和光导纤维．光在两种介质的分界面发生反射时，反射角等于入射角，当发生折射时，(填“入射角”、“反射角”、“折射角”之间的关系)一、光疏介质和光密介质任何介质的折射率都1，折射率越大，光在其中传播的速度就，两种介质相比较，折射率的介质叫做光密介质，折射率的介质叫做光疏介质．二、全反射1．当光从光密介质射到光疏介质的界面时，同时发生折射和。当入射角增大到某一角度，使折射角达到时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射，这时的入射角叫做2．当光从介质射入空气(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：sinC＝.三、光导纤维光纤通信利用了光的原理，它的优点是容量，能量衰减，抗干扰能力强，传输速率等．一、全反射[问题设计]如教材图所示，让光沿着半圆柱形玻璃砖的半径射到它的平直的边上．在这个边与空气的界面上会发生反射和折射．逐渐增大入射角，观察反射光线和折射光线的变化．[要点提炼]1．光疏介质和光密介质任何介质的绝对折射率都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．全反射现象(1)临界角：时的入射角称为全反射临界角，简称临界角，用C表示，sinC＝.(2)全反射发生的条件1①光从介质射入介质．②入射角临界角．(3)全反射遵循的规律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，亮度，而反射光线的强度增强，亮度②当入射角增大到某一角度(即临界角)时，折射光线完全消失(即折射角为)，入射光线的能量反射回原介质，入射光与反射光遵循光的反射定律．[延伸思考]为什么水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮？二、全反射的应用[问题设计]1．如图1所示，自行车后面有尾灯，它虽然本身不发光，但在夜间行驶时，从后面开来的汽车发出的强光照在尾灯上时，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车．那么自行车的尾灯利用了什么原理？图12．素有“光纤之父”之称的华裔科学家高锟博士，因在“有关光在纤维中的传输以用于光学通讯方面”取得的突破性成就，获得了2009年诺贝尔物理学奖，你知道光纤通讯的原理吗？[要点提炼]1．全反射棱镜的特点(1)当光于它的一个界面射入后，会在其内部发生(如图2)．全反射棱镜比平面镜的反射率高，几乎可达100%.(2)反射面不必涂任何反光物质，反射失真小．图22．光导纤维的结构与应用(1)光导纤维传光原理：原理．(2)光导纤维的构造：由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套，光传播时在内芯和外套上发生．2如图3所示．图3(3)光导纤维的应用：光纤通讯、医学上的内窥镜．[延伸思考]制作自行车尾灯时，除了要求截面做成等腰直角三角形外，对材料的折射率有要求吗？一、对全反射的理解例1如图4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4A．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二、全反射的应用例2一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图5为过轴线的截面图，调整入射角α，使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射，已知水的折射率为，求sinα的值．图53例3光导纤维的结构如图6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6A．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...