人教版选修34 全反射 第1课时 学案.docx

13.2光的全反射学习目标：1.理解光的全反射，会利用全反射解释有关现象2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3了解全反射棱镜和光导纤维.重点：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难点：了解全反射棱镜和光导纤维.预习新课：课前预习情境导入 在炎热的夏天，在柏油马路上，从远处看去，路面显得格外明亮光滑，就像用水淋过一样，你知道这是什么缘故吗？简答：这是发生了全反射现象，炎热的夏天，柏油路面温度很高，使得路面附近的空气密度较小，折射率比路面稍高处的相对较小，远处的光线过来后，会在路面发生全反射，使路面显得格外光亮.知识预览1.我们把折射率_的介质称为光疏介质，折射率_的介质称为光密介质.金刚石的折射率为2.42，酒精的折射率为1.36，空气的折射率为1.000 28.那么酒精相对于空气来说是_介质，酒精相对于金刚石来说是_介质.答案：较小 较大 光密 光疏2.由折射定律可知，光由光疏介质射入光密介质（例如从空气射入水中）时，折射角_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_入射角.答案：小于 大于3.由实验可知，让光由玻璃射入空气时，折射角总是_入射角，当入射角逐渐增大时，折射角也随之_，且折射光线越来越_；在该过程中，反射光线与法线的夹角是越来越_，且反射光越来越_；当入射角增大到某一角度，使折射角达到90,此时折射光线_，只剩下反射光线.这种现象叫_.答案：大于 增大 弱 大 强 完全消失 全反射4.在研究全反射现象中，刚好发生全反射，即折射角等于_时的入射角，叫临界角.答案：905.假若让光线由光疏介质射入光密介质，即使入射光线与法线的夹角接近（或者认为达到）90，折射光线与法线的夹角也是_90的，所以，折射光线依然存在，这种情况下是_发生全反射的.综合前面的知识可知，发生全反射的条件是：光从_介质射向_介质，且入射角_临界角.答案：小于 不能 光密 光疏 等于或大于三点剖析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，膜不透光，不会有进入另一介质折射光，但固体的膜仍要吸收一部分光，并不能保证把入射光百分之百地反射回来，而全反射则是真正把入射光百分之百地反射回来.因此很多地方用全反射棱镜来代替平面镜，例如潜望镜，双筒望远镜等都用到全反射棱镜.答案：不同作业 ：1.光从介质1通过两种介质的交界面进入介质2的光路如图1所示。下列论述：光在介质1中的传播速度较大；光在介质2中的传播速度较大；光从介质1射向两种介质的交界面时，可能发生全反射现象；光从介质2射向两种介质的交界面时，可能发生全反射现象。其中正确的是()图1a只有正确b只有正确c只有正确 d只有正确解析：选b光从介质1进入介质2的光路如题图，入射角大于折射角，即从光疏介质入射到光密介质，所以光线在介质1中传播速度较大，对错。光线从光密介质到光疏介质可能发生全反射即从介质2到介质1，错对，故选项b对。2.一束光从某介质进入真空，方向如图2所示，则下列判断中正确的是()图2a该介质的折射率是b该介质的折射率是c该介质相对真空发生全反射的临界角是45d光线按如图所示的方向入射，无论怎样改变入射方向，都不可能发生全反射现象解析：选b由题意知，入射角30，折射角60，由折射定律可得：n，a项错误，b项正确；发生全反射的临界角为c，sin c，sin 45，c45，c项错误；光线按如图所示的方向入射，当入射角大于等于临界角时，就会发生全反射现象，d项错误。3.自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，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。尾灯的构造如图3所示，下面说法正确的是()图3a汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射b汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射c汽车灯光