高考物理一轮总复习 第3章 第2节 全反射现象的理解与应用课件 鲁科版选修34.ppt

考点强化 全反射现象的理解及应用 1 考点精讲 2 典例剖析 3 规律方法 4 跟踪训练 选修3 4机械振动机械波光电磁波相对论简介 5 真题演练 一 考点精讲 1 考点精讲 1 全反射 1 定义 光从光密介质射入光疏介质 当入射角增大到某一角度时 折射光线将 只剩下反射光线的现象 2 条件 光从光密介质射向光疏介质 入射角 临界角 3 临界角 折射角等于90 时的入射角 若光从光密介质 折射率为n 射向真空或空气时 发生全反射的临界角为c 则sinc 介质的折射率越大 发生全反射的临界角越小 2 光导纤维光导纤维的原理是利用光的全反射 消失 大于等于 1 n 3 对全反射的理解 1 如果光线从光疏介质进入光密介质 则无论入射角多大 都不会发生全反射现象 2 光的全反射现象遵循光的反射定律 光路是可逆的 3 当光射到两种介质的界面上时 往往同时发生光的折射和反射两种现象 但在全反射现象中 只发生反射 不发生折射 当折射角等于90 时 实际上就已经没有折射光了 4 全反射现象可以从能量的角度去理解 当光由光密介质射向光疏介质时 在入射角逐渐增大的过程中 反射光的能量逐渐增强 折射光的能量逐渐减弱 当入射角等于临界角时 折射光的能量已经减弱为零 这时就发生了全反射 4 全反射的有关现象及应用 1 海水浪花呈白色 玻璃 水 中气泡看起来特别亮 沙漠蜃景 夏天的柏油路面看起来 水淋淋 的 海市蜃楼 钻石的夺目光彩 水下灯照不到整个水面 全反射棱镜等 2 光导纤维 结构 简称光纤 是一种透明的玻璃纤维丝 直径在几微米到一百微米之间 由内芯和外套两层组成 内芯的折射率大于外套的折射率 即内芯是光密介质 外套是光疏介质 原理 光在光纤的内芯中传播 每次射到内 外层的界面上时 都要求入射角大于临界角 从而发生全反射 1 光的折射 全反射中的三个 一 一个规律 光的折射定律一个概念 折射率一个条件 全反射的条件 2 解答全反射类问题的技巧 要抓住发生全反射的两个条件 一是光必须从光密介质射入光疏介质 二是入射角大于或等于临界角 利用好光路图中的临界光线 准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键 且在作光路图时尽量与实际相符 这样更有利于问题的分析 二 典例剖析 2 典例剖析 例2 2015 山东理综 38 2 半径为r 介质折射率为n的透明圆柱体 过其轴线oo 的截面如图所示 位于截面所在平面内的一细束光线 以角i0由o点入射 折射光线由上边界的a点射出 当光线在o点的入射角减小至某一值时 折射光线在上边界的b点恰好发生全反射 求a b两点间的距离 1 为使光线可在玻璃丝中传播 c角应大于或者等于临界角 审题析疑 2 怎样求解光通过a b两点间的距离 转解析 转原题 备选 2012 海南卷 18 一玻璃三棱镜 其横截面为等腰三角形 顶角 为锐角 折射率为 现在横截面内有一光线从其左侧面上半部射入棱镜 不考虑棱镜内部的反射 若保持入射线在过入射点的法线的下方一侧 如图所示 且要求入射角为任何值的光线都会从棱镜的右侧面射出 则顶角 可在什么范围内取值 转解析 审题视角1 注意分析随投射到左侧面光线的入射角i减少 右侧面射出光线的方向变化 2 顶角为最大值时 垂直投射到左侧面的光线应在右侧面恰好发生全反射 i r 转原题 三 规律方法 3 规律方法 1 确定光是从光密介质进入光疏介质 2 应用sinc 1 n确定临界角 3 根据题设条件 判定光在传播时是否发生全反射 4 如发生全反射 画出入射角等于临界角时的临界光路图 5 运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析 判断 运算 解决问题 i r p 转解析 转原题 四 跟踪训练 4 跟踪训练 注意分析投射到玻璃柱上表面上的所有光线经玻璃柱折射后 落在ab曲面上产生的入射角的变化情况 此处光线恰发生全反射 转解析 转原题 转解析 转原题 五 真题演练 5 真题演练 真题 2013 课标 34 2 如图所示为一光导纤维 可简化为一长玻璃丝 的示意图 玻璃丝长为l 折射率为n ab代表端面 已知光在真空中的传播速度为c 为使光线能从玻璃丝的ab端面传播到另一端面 求光线在端面ab上的入射角应满足的条件 求光线从玻璃丝的ab端面传播到另一端面所需的最长时间 1 为使光线可在玻璃丝中传播 角应大于或者等于临界角 审题析疑 2 光通过玻璃丝的时间等于光在玻璃丝中通过的路程除以光在玻璃丝中的光速 转解析 i 转原题 真题 2014 新课标全国卷 34 2 一厚度为h的大平板玻璃水平放置 其下表