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第三节光的全反射现象课堂互动三点剖析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.这里要特别注意: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.这里不但要注意产生全反射的条件,还要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.发生全反射的条件及应用 应用公式sinC=求临介角时应注意: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. 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等光导纤维(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)实际应用:光纤通信、医用胃镜等.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v=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,nsin1=sin2 而n=1.33所以存在折射时,总是21,直到2=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=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=可得水的临界角C1=arcsin=arcsin=48.8玻璃的临界角C2=arcsin=arcsin=45类题演练2如图4-3-1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4-3-1A.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.所以选项A对;假若光线bO能发生全反射,说明它的入射角等于或大于临界角,光线aO的入射角更大,所以,光线aO一定能发生全反射,光线cO的入射角可能大于临界角,也可能小于临界角,因此,cO不一定能发生全反射.所以选项C对,B错;假若光线aO恰能发生全反射,光线bO和cO都不能发生全反射,但bO的入射角更接近于临界角,所以,光线bO的反射光线较光线cO的反射光线强,即bO的反射光线亮度较大.所以D对.本题答案选ACD.答案:ACD【例3】关于光纤的说法,正确的是( )A.光纤是由高级金属制成的,所以它比普通电线容量大B.光纤是非常细的特制玻璃丝,但导电性能特别好,所以它比普通电线衰减小C.光纤是非常细的特制玻璃丝,有内芯和外套两层组成,光纤是利用全反射原理来实现光的传导的D.在实际应用中,光纤必须呈笔直状态,因为弯曲的光纤是不能导光的解析:光导纤维的作用是传导光,它是直径为几微米到一百微米之间的特制玻璃丝,且由内芯和外套两层组成,内芯的折射率比外套的大.载有声音、图像及各种数字信号的激光传播时,在内芯和外套的界面上发生全反射.光纤具有容量大、衰减小、抗干扰性强等特点.在实际应用中,光纤是可以弯曲的.所以,答案是C.答案:C类题演练3平面镜反射与全反射相同吗?解析:有人认为平面镜反射与是把光线全部反射回来,与全反射相同,这是不对的,平面镜是靠玻璃上镀一层光亮的反射膜(一般是镀铝,极少数要求高的镀银)反射光线,
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