教科版高中物理选择性必修第一册第四章光及其应用3光的全反射课件

1.光疏介质和光密介质对于两种介质来说,光在其中传播速度较小的介质,即折射率较大的介质叫作光密介质;而光

在其中传播速度较大的介质,即折射率较小的介质叫作光疏介质。2.全反射现象光从光密介质射到光疏介质的界面时,全部被反射回原介质中传播的现象叫作全反射。知识点1

光疏介质和光密介质必备知识清单破3

光的全反射1.临界角(1)定义:光从某种介质射向真空或空气、折射角为90°时的入射角称为这种介质的临界角。

用字母C表示。(2)表达式:sinC=

。2.发生全反射的条件(1)光从光密介质射向光疏介质;(2)入射角大于或等于临界角。两者缺一不可。知识点2发生全反射的条件1.构造:光导纤维是极细的特制玻璃丝,由内芯和外套两种折射率不同的玻璃制成。光传播时

在内芯与外套的界面上发生全反射。2.光纤通信(1)定义:把载有声音、图像和各种数字信号的激光从光纤的一端输入,沿着光纤传到另一

端。(2)主要优点:容量大、衰减小、抗干扰能力强、传输质量高、经济效益高等。知识点3全反射的应用——光导纤维知识辨析1.水的密度大于酒精的密度,水是光密介质吗?2.只要入射角足够大,就一定能发生全反射吗?3.同一束光,在光密介质中的传播速度一定较小吗?4.为什么水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮?一语破的1.不是。介质是光密介质还是光疏介质与密度无关。2.不一定。只有光从光密介质射向光疏介质,且入射角等于或大于临界角时,才能发生全反

射。3.是的。由v=

可知,同一束光在光密介质中的传播速度较小,而在光疏介质中的传播速度较大。4.水或玻璃中的气泡内是空气,光经过水或玻璃射向气泡时,一部分光会在气泡表面发生全反

射,有更多的光反射到人眼中,因此人眼感觉气泡特别明亮。1.当光由光密介质射至光疏介质的界面时,如果入射角大于或等于临界角,光会全部返回原介

质,发生全反射。入射光与反射光遵循光的反射定律。2.由sinC=

可知,折射率越大,发生全反射的临界角越小,可知越容易发生全反射。如在同一介质中,红光发生全反射的临界角大于紫光发生全反射的临界角。3.不会发生全反射的两种情况(1)平行介质:光从一个界面射入,然后从另一个平行界面射出时,虽然是由光密介质射向光疏

介质,但是由于两界面平行,能折射进介质的光线的折射角小于临界角,而该折射角和光在另

一个界面的入射角相等(图中θ3=θ2),所以一定不会发生全反射(图中θ4=θ1)。关键能力定点破定点1对光的全反射的理解

(2)球形介质:光线射入球形界面,折射角一定小于介质的临界角,而该折射角与光在下一个界

面的入射角相等,所以光从该介质射向空气时一定不会发生全反射。

4.全反射现象中的能量分配关系(1)折射角随入射角的增大而增大,折射角增大的同时,折射光的强度减弱,即折射光的能量减

小,亮度减弱,而反射光的强度增强,能量增大,亮度增强。(2)当入射角增大到某一角度(即临界角)时,折射光能量减到零,入射光的能量全部反射回去,

这就是全反射现象。典例如图所示是一个透明圆柱体的横截面,一束单色光平行于水平直径AB射向圆柱体【1】,

光线经过折射后恰能射到B点【2】。已知入射光线到直径AB的距离为

R【3】,R是圆柱体的半

径。已知光在真空中的传播速度为c,则

(

)A.该透明圆柱体介质的折射率为

B.该单色光从C点传播到B点的时间为3

C.折射光线过B点时可能发生全反射典例D.改变入射光线到直径AB的距离,折射光线仍然能够射到B点B信息提取

【1】、【2】画出光路图如图,在圆柱体内B点,入射角为θ2,发生反射时,反射光

线与入射光线CB关于直径AB对称。

【3】cosθ1=

=

,可得θ1=30°。思路点拨

(1)依题意画出光路图,明确几何关系。(2)利用三角函数知识计算C点处的折射角和入射角。(3)运用折射定律【4】求折射率,判断全反射是否发生。解析

由光路图结合几何知识得cosθ1=

=

,可得θ1=30°,故i=r+θ2=90°-θ1=60°,由于r=θ2,可得r=θ2=30°(由【1】、【2】和【3】得到),该透明圆柱体介质的折射率n=

=

(由【4】得到),A错误;该单色光从C传到B的时间t=

=

=

,故B正确;光线折射到B点不可能发生全反射,因为在B点的入射角为θ2=30°,光发生全反射的临界角C满足sinC=

=

,可知θ2<C,故C错误;改变入射光线到直径AB的距离,入射角改变,折射角也改变,i≠2r,折射光线

不能射到B点,D错误。1.光导纤维光导纤维由内芯和外套两层组成,内芯的折射率大于外套的折射率,光由一端进入,在内芯和

外套的界面上经多次全反射,从另一端射出,如图所示。利用光导纤维可以进行光纤通信,这

一技术已被广泛应用在现代通信和网络中。定点2全反射在科技、生产、生活中的应用2.全反射棱镜截面是等腰直角三角形的玻璃棱镜是全反射棱镜。它在光学仪器中常用来代替平面镜,改变光的传播方向或使光路侧移,如图。甲乙丙生活中的自行车尾灯就应用了全反射棱镜。典例光纤信号传输利用了光的全反射原理,下面是某种单色光在某种介质中的传播路径,

经过多次全反射后从右端射出【1】。若该介质的折射率为

【2】,则关于α、β的大小,下列判

断正确的是

(

)典例CA.α<60°

B.α<30°

C.β>30°

D.β<30°信息提取

提取的信息如图。思路点拨

根据sinC=

,得出发生全反射的临界角,根据发生全反射的条件【3】,得出α和β的取值