4.2 全反射 导学案-2022-2023学年高二下学期物理人教版2019选择性必修第一册

高二物理选择性必修一4.2《全反射》导学案学习目标：1.知道光疏介质和光密介质，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.学习过程：一、全反射1．光疏介质和光密介质(1)光疏介质：折射率较(填“大”或“小”)的介质．(2)光密介质：折射率较(填“大”或“小”)的介质．(3)光疏介质与光密介质是(填“相对”或“绝对”)的．例题：下列说法中正确的是()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思考与讨论：光疏与光密就是密度吗？总结：1.光若从光密介质进入光疏介质时，折射角入射角；反之，光由光疏介质进入光密介质时，折射角入射角。2．光疏和光密是从介质的特性来说的，并它的密度大小。例如，酒精的密度比水小，但酒精和水相比酒精是光密介质。2．全反射现象观察全反射现象如图让光沿着半圆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。实验现象：随着入射角的逐渐增大的过程中，折射角逐渐________；折射光线亮度逐渐________；反射角逐渐________；反射光线亮度逐渐________；当入射角增大到某一角度时，折射光线消失，________________。(1)全反射：当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射．当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，完全消失，只剩下光的现象．(2)临界角：刚好发生全反射，即折射角等于时的入射角．用字母C表示，光从介质射入时，发生全反射的临界角C与介质的折射率n的关系是sinC＝.(3)全反射发生的条件①光从介质射入介质．②入射角或临界角．例题：某种介质对空气的折射率是eq\r(2)，一束光从该介质射向空气，入射角是60°，则下列光路图中正确的是(图中Ⅰ为空气，Ⅱ为介质)()例题：(多选)一束光从空气射向折射率n＝eq\r(2)的某种玻璃的表面，如图所示．θ1代表入射角，则A．当θ1>45°时会发生全反射现象B．无论入射角θ1是多大，折射角θ2都不会超过45°C．当入射角θ1＝45°时，折射角θ2＝30°D．当入射角θ1＝60°时，反射光线与折射光线垂直二、全反射应用1．全反射棱镜及应用(1)形状：截面为三角形的棱镜．(2)全反射棱镜的特点①当光垂直于它的一个界面射入后，都会在其内部发生，与平面镜相比，它的反射率很高．②反射面不必涂敷任何反光物质，反射时失真．全反射棱镜改变光路的几种情况入射方式项目方式一方式二方式三光路图入射面ABACAB全反射面ACAB、BCAC光线方向改变角度90°180°0°(发生侧移)2．光导纤维(1)原理：利用了光的．(2)构造：由内芯和外套两层组成．内芯的折射率比外套的，光传播时在的界面上发生全反射．(3)光纤通信的优点是容量、衰减、抗干扰性强等．(4)光导纤维除应用于光纤通信外，还可应用于医学上的内窥镜等．例题：空气中两条光线a和b从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图所示．方框内有两个折射率n=1.5的玻璃全反射棱镜．如图给出了两棱镜的四种放置方式的示意图，其中能产生图中效果的是(    )A.B.C. D.例题：如图所示，已知玻璃的折射率为1.5，图甲中当光线垂直BC面入射时，光线到达AC面的入射角是多少？能否发生全反射？图乙中当光线垂直AC面入射时，光线到达AB面的入射角是多少？能否发生全反射？课堂训练：1.关于全反射及其应用的认识，下列说法正确的是()A．光纤通信利用了光的折射B．全反射是反射光线与折射光线重合的一种现象C．光线从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射D．光线从光疏介质射向光密介质时，不可能发生全反射2.光在某种介质中传播的速度为1.5×10A.

60º

B.

45

º

C.

30º

D.

75º课后作业：1.光线从某介质射入空气中,当入射角为300时,其折射角为450,则这种介质对空气的临界角是()A.60ºB.45ºC.90ºD.30º2.如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时，下列情况不可能发生的是()A.B.C.D.3.目前，移动和电信公司都升级了200 M光纤入户，网速更快，使用更方便，光纤信号传输利用了光的全反射和折射原理，下面是某种单色光在光纤中的传播路径经过多次全反射后从右端射出．若该介质的折射率为233，则关于α、β的大小，下列判断正确的是

(

A.α<60° B.α<30° C.β>30° D.β<30°4.某种材料制成的半圆形透明砖平放在方格纸上，将激光束垂直于AC面射入，可以看到光束从圆弧面ABC出射，沿AC方向缓慢平移该砖，在如图所示位置时，出射光束恰好消失，该材料的折射率为(    )A.1.2 B.1.4 C.1.6 D.1.85.如图所示，一束白光从顶角为θ棱镜一个侧面AB以较大的入射角i入射，经过三棱镜后，在屏P上可得到彩色光带，当入射角逐渐减小到零的过程中，若屏上的彩色光带先后全部消失，则（）A、红光最先消失，紫光最后消失B、紫光最先消失，红光最后消失C、紫光最先消失，黄光最后消失D、红光最先消失，黄光最后消失6.单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。如图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC。光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是(

)A.1sin22.5º B.1cos22.7.ABC为一全反射棱镜，它的主截面是等腰直角三角形，一束白光垂直入射到AC面上，在AB面上发生全反射．若光线的入射点O的位置不变，改变入射光的入射方向(不考虑BC面反射的光线)，则(    )A.使入射光线按图中所示的逆时针方向偏转，则红光将首先射出AB面B.使入射光线按图中所示的逆时针方向偏转，则紫光将首先射出AB面C.使入射光线按图中所示的顺时针方向偏转，则红光将首先射出AB面D.使入射光线按图中所示的顺时针方向偏转，则紫光将首先射出AB面8.潜水员在水深为h的地方向水面观望时，发现整个天空及远处地面的景物均呈现在水面处的圆形区域内，已知水的临界角为θ,则所观察到的圆形半径为（)A.htanθB.hsinθC.h/tanθD.h/sinθ如图所示，一透明介质制成的直角三棱镜，顶角∠A=30°，一束光由真空垂直射向AC面，经AB面射出后的光线偏离原来方向15°

(1)该介质对光的折射率；(2)光在介质中的传播速度．如图所示为一半径为R的半球形玻璃砖的横截面，一光线以45°的入射角从圆心O处沿纸面射入玻璃砖，并从A点射出。已知A点到法线NN'的距离为R2(1)求该玻璃砖的折射率；(2)沿纸面向右平移入射光线，当光线在B点入射时，在球面上恰好发生全反射，此时O