高中物理光2全反射課堂互動(dòng)學(xué)案新人教版選修

1、2 全反射課堂互動(dòng)三點(diǎn)剖析1.全反射現(xiàn)象 光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)： 不同折射率的介質(zhì)相比較，折射率大的叫光密介質(zhì)，折射率小的叫光疏介質(zhì)。 注意：光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對(duì)而言的，不是絕對(duì)的。全反射現(xiàn)象 光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，通常情況下，在兩種介質(zhì)的界面上要同時(shí)發(fā)生反射和折射，但是，如果滿足一定的條件，折射光線就會(huì)消失，入射光全部被反射回來，這種現(xiàn)象叫全反射現(xiàn)象。 注意：要結(jié)合實(shí)驗(yàn)來理解全反射現(xiàn)象，這也是學(xué)習(xí)物理的一種重要方法，因?yàn)槲锢硎且婚T實(shí)驗(yàn)科學(xué)。2.發(fā)生全反射的條件臨界角： 折射角等于90°時(shí)的入射角叫臨界角，用C表示，且有sinC= 注意：上式中的C是指光從折射率為n的介質(zhì)射向

2、空氣(或真空)時(shí)的臨界角。 正確理解產(chǎn)生全反射的條件及反射現(xiàn)象 發(fā)生全反射要同時(shí)滿足下面兩個(gè)條件：一是光要從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；二是入射角等于或大于臨界角。 要注意觀察“光從玻璃射入空氣”的演示實(shí)驗(yàn)中入射光線、反射光線、折射光線的方向變化及光線的亮度(能量)變化規(guī)律：入射角增大時(shí)，折射角增大，同時(shí)，折射光線的強(qiáng)度減弱(能量減小)，而反射光線的強(qiáng)度增強(qiáng)(能量增大)；當(dāng)入射角等于或大于臨界角時(shí)，折射光線的能量減弱到零，折射光線不再存在，反射光線和入射光線強(qiáng)度相同，即發(fā)生了全反射。注意：在全面理解和掌握發(fā)生全反射條件的同時(shí)，還要掌握發(fā)生全反射以前，增大入射角時(shí)，反射光線、折射光線的強(qiáng)度(能量)變化

3、。在后面的學(xué)習(xí)中，也會(huì)用到這方面的知識(shí)。3.全反射的應(yīng)用：光導(dǎo)纖維和全反射棱鏡光導(dǎo)纖維：(1)作用：傳遞聲音、圖像及各種數(shù)字信號(hào)(2)原理：光的全反射。(3)構(gòu)造特點(diǎn)：雙層，外層材料的折射率比里層材料的折射率小。(4)優(yōu)點(diǎn)：容量大、衰減小、抗干擾能力強(qiáng)。(5)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用：光纖通信、醫(yī)用胃鏡等。 全反射棱鏡：形狀是等腰直角三角形棱鏡，在玻璃內(nèi)部，光射向玻璃與空氣界面時(shí)，入射角大于臨界角，發(fā)生全反射。與平面鏡相比，它的反射率高，幾乎可達(dá)100%，由于反射面不涂敷任何反光物質(zhì)，所以反射失真小。各個(gè)擊破【例1】 下列說法正確的是( )A.因?yàn)樗拿芏却笥诰凭拿芏龋运枪饷芙橘|(zhì)B.因?yàn)樗恼凵渎市∮?/p>

4、酒精的折射率，所以水對(duì)酒精來說是光疏介質(zhì)C.同一束光，在光密介質(zhì)中的傳播速度較大D.同一束光，在光密介質(zhì)中的傳播速度較小解析：因?yàn)樗恼凵渎蕿?.33，酒精的折射率為1.36，所以水對(duì)酒精來說是光疏介質(zhì)；由v=c/n可知，光在光密介質(zhì)中的速度較小。本題答案是BD。答案：BD類題演練1 一條光線由水中射向空氣，當(dāng)入射角由0°逐漸增大到90°時(shí)，下列說法正確的是( )A.折射角由0°增大到大于90°的某一角度B.折射角始終大于入射角，當(dāng)折射角等于90°時(shí)，發(fā)生全反射C.折射角始終小于90°，不可能發(fā)生全反射D.入射角的正弦與折射角的正弦之

5、比逐漸增大解析：因?yàn)楣饩€由水射向空氣，根據(jù)折射定律可知， nsin1=sin2 而n=1.33 所以存在折射時(shí)，總是2>1,直到2=90°(發(fā)生全反射)為止。發(fā)生全反射以后，折射光線不存在，折射定律不再適用。該題中，發(fā)生全反射以前，入射角的正弦與折射角的正弦之比就是n，是一個(gè)常數(shù)。選項(xiàng)B正確。答案：B【例2】 光由折射率分別為n1=1.33的水和n2=2的玻璃射向空氣時(shí)的臨界角各是多大？解析：由臨界角公式sinC=可得水的臨界角C1=arcsin=arcsin=48.8°玻璃的臨界角C2=arcsin=arcsin=45°答案：48.8° 45&#

6、176;類題演練2 如圖13-7-1所示，半圓形玻璃磚放在空氣中，三條同一顏色、強(qiáng)度相同的光線，均由空氣射入到玻璃磚，到達(dá)玻璃磚的圓心位置。下列說法正確的是( )圖13-7-1A.三條光線中有一條在O點(diǎn)發(fā)生了全反射，那一定是aO光線B.假若光線bO能發(fā)生全反射，那么光線cO一定能發(fā)生全反射C.假若光線bO能發(fā)生全反射，那么光線aO一定能發(fā)生全反射D.假若光線aO恰能發(fā)生全反射，則光線bO的反射光線比光線cO的反射光線的亮度大解析：三條入射光線沿著指向圓心的方向由空氣射向玻璃磚，在圓周界面，它們的入射角為零，均不會(huì)偏折。在直徑界面，光線aO的入射角最大，光線cO的入射角最小，它們都是從光密介質(zhì)射

7、向光疏介質(zhì)，都有發(fā)生全反射的可能。如果只有一條光線發(fā)生了全反射，那一定是aO光線，因?yàn)樗娜肷浣亲畲蟆Ｋ赃x項(xiàng)A對(duì)； 假若光線bO能發(fā)生全反射，說明它的入射角等于或大于臨界角，光線aO的入射角更大，所以，光線aO一定能發(fā)生全反射，光線cO的入射角可能大于臨界角，也可能小于臨界角，因此,cO不一定能發(fā)生全反射。所以選項(xiàng)C對(duì)，B錯(cuò)； 假若光線aO恰能發(fā)生全反射，光線bO和cO都不能發(fā)生全反射，但bO的入射角更接近于臨界角，所以，光線bO的反射光線較光線cO的反射光線強(qiáng)，即bO的反射光線亮度較大。所以D對(duì)。本題答案選ACD。答案：ACD【例3】 關(guān)于光纖的說法，正確的是( )A.光纖是由高級(jí)金屬制成

8、的，所以它比普通電線容量大B.光纖是非常細(xì)的特制玻璃絲，但導(dǎo)電性能特別好，所以它比普通電線衰減小C.光纖是非常細(xì)的特制玻璃絲，有內(nèi)芯和外套兩層組成，光纖是利用全反射原理來實(shí)驗(yàn)光的傳導(dǎo)的D.在實(shí)際應(yīng)用中，光纖必須呈筆直狀態(tài)，因?yàn)閺澢墓饫w是不能導(dǎo)光的解析：光導(dǎo)纖維的作用是傳導(dǎo)光，它是直徑為幾微米到一百微米之間的特制玻璃絲，且由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率比外套的大。載有聲音、圖像及各種數(shù)字信號(hào)的激光傳播時(shí)，在內(nèi)芯和外套的界面上發(fā)生全反射。光纖具有容量大、衰減小、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，光纖是可以彎曲的。所以，答案是C。答案：C類題演練3 平面鏡反射與全反射相同嗎？答案：有人認(rèn)為平面鏡反射也是把光線全部反射回來，與全反射相同，這是不對(duì)的，平面鏡是靠玻璃上鍍一層光亮的反射膜(一般是鍍鋁，極少數(shù)要求高的鍍銀)反射光