高中物理43光的全反射省優(yōu)獲獎(jiǎng)?wù)n件教科版選修

高中物理·選修3-4·教科版第四章光的折射4.3光的全反射

[目標(biāo)定位]

1.知道光疏介質(zhì)、光密介質(zhì)、全反射、臨界角的概念.2.理解全反射的條件，能計(jì)算有關(guān)問題和解釋相關(guān)現(xiàn)象.3.了解光導(dǎo)纖維的工作原理和光導(dǎo)纖維在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用．一、全反射現(xiàn)象1．光密介質(zhì)和光疏介質(zhì) (1)對(duì)于兩種介質(zhì)來說，光在其中傳播的速度較小的介質(zhì)，即折射率

的介質(zhì)叫

介質(zhì)；光在其中傳播的速度較大的介質(zhì)，即折射率較小的介質(zhì)叫

介質(zhì)． (2)光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是相對(duì)的．2．全反射：光從

介質(zhì)射到

介質(zhì)的界面時(shí)，全部被反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象．預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)較大光密光疏光密光疏二、全反射條件1．全反射的條件 (1)光需從

介質(zhì)射至

介質(zhì)的界面上． (2)入射角必須等于或

臨界角．2．臨界角 (1)定義：光從某種介質(zhì)射向真空或空氣時(shí)使折射角變?yōu)?0°時(shí)的

，稱作這種介質(zhì)的臨界角． (2)臨界角C與折射率n的關(guān)系：sinC＝

.預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)光密光疏大于入射角想一想當(dāng)光從水中射入玻璃的交界面時(shí)，只要入射角足夠大就會(huì)發(fā)生全反射，這種說法正確嗎？為什么？答案不正確．要發(fā)生全反射必須光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)．而水相對(duì)玻璃是光疏介質(zhì)，所以不管入射角多大都不可能發(fā)生全反射．預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)三、全反射的應(yīng)用—光導(dǎo)纖維1．光纖的工作原理：由于有機(jī)玻璃的折射率

空氣的折射率，當(dāng)光從有機(jī)玻璃棒的一端射入時(shí)，可以沿著有機(jī)玻璃棒的表面發(fā)生多次

，從另一端射出．2．光導(dǎo)纖維的構(gòu)造：由兩種折射率不同的玻璃制成，分內(nèi)、外兩層，內(nèi)層玻璃的折射率比外層玻璃的折射率．當(dāng)光從一端進(jìn)入光纖時(shí)，將會(huì)在兩層玻璃的界面上發(fā)生．3．光纖通訊的優(yōu)點(diǎn)是容量

，衰減

，抗干擾能力強(qiáng)、傳播速率高.預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)大于全反射大全反射大小一、對(duì)全反射的理解1．對(duì)光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)的理解 (1)光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是相對(duì)而言的，并沒有絕對(duì)的意義． (2)光在光密介質(zhì)中的傳播速度比在光疏介質(zhì)中傳播速度小． (3)光若從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角；反之，光由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角． (4)光疏和光密是從介質(zhì)的光學(xué)特性來說的，并不是它的密度大?。n堂講義課堂講義2．全反射課堂講義【例1】關(guān)于全反射，下列敘述中正確的是 (

) A．發(fā)生全反射時(shí)仍有折射光線，只是折射光線非常弱 B．光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，一定會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象 C．光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，可能不發(fā)生全反射現(xiàn)象 D．光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)，可能發(fā)生全反射現(xiàn)象

解析發(fā)生全反射時(shí)折射光線的能量為零，折射光線消失，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；發(fā)生全反射的條件是光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角大于或等于臨界角，二者缺一不可，所以選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤．選項(xiàng)C正確．

答案C課堂講義針對(duì)訓(xùn)練某種介質(zhì)對(duì)空氣的折射率是，一束光從該介質(zhì)射向空氣，入射角是60°，則下列光路圖中正確的是(圖中Ⅰ為空氣，Ⅱ?yàn)榻橘|(zhì)) (

)課堂講義答案D課堂講義二、光導(dǎo)纖維1．原理：內(nèi)芯的折射率比外套大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯和外套的界面上發(fā)生全反射．2．優(yōu)點(diǎn)：容量大，衰減小，抗干擾性強(qiáng)等．3．應(yīng)用：光纖通訊；醫(yī)學(xué)上的內(nèi)窺鏡．課堂講義【例2】光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)如圖4－3－1所示，其內(nèi)芯和外套材料不同，光在內(nèi)芯中傳播，以下關(guān)于光導(dǎo)纖維的說法正確的是 (

)圖4－3－1課堂講義A．內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射B．內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射C．內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生折射D．內(nèi)芯的折射率與外套的相同，外套的材料有韌性，可以起保護(hù)作用課堂講義解析光導(dǎo)纖維的內(nèi)芯折射率大于外套的折射率，光在由內(nèi)芯射向外套時(shí)，在其界面處發(fā)生全反射，從而使光在內(nèi)芯中傳播，A對(duì)．答案A課堂講義課堂講義【例3】如圖4－3－2所示，為一圓柱中空玻璃管，管內(nèi)徑為R1，外徑為R2，R2＝2R1.一束光線在圓柱橫截面內(nèi)射向玻璃管，為保證在內(nèi)壁處光不會(huì)進(jìn)入中空部分，問入射角i應(yīng)滿足什么條件？圖4－3－2課堂講義答案i≥30°高中物理·選修3-4·教科版第二章機(jī)械波2.1機(jī)械波的形成和傳播

[目標(biāo)定位]

1.理解機(jī)械波的形成過程和產(chǎn)生條件.2.知道波的種類及橫波和縱波的概念.3.明確機(jī)械波傳播的特點(diǎn)．一、機(jī)械波的形成和傳播1．波的形成 由于繩的各部分之間都有相互作用的彈力聯(lián)系著，所以當(dāng)手抖動(dòng)繩的一端，緊靠這一端的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，它會(huì)

相鄰的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，依次傳遞下去．每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在重復(fù)繩一端的振動(dòng)，后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)總是

于前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)帶動(dòng)滯后2．介質(zhì) 能夠傳播振動(dòng)的物質(zhì)．3．機(jī)械波

在介質(zhì)中的傳播．4．波源 引起

振動(dòng)的裝置．5．機(jī)械波是

這一運(yùn)動(dòng)形式(包括波源的振動(dòng)信息)的傳播，介質(zhì)本身并沒有沿著波的方向發(fā)生．6．波是傳遞

的一種方式．預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)機(jī)械振動(dòng)初始機(jī)械振動(dòng)遷移能量二、橫波與縱波1．按介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向的關(guān)系不同，常將波分為

和

．2．橫波 (1)定義：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向

的波． (2)標(biāo)識(shí)性物理量 ①波峰：凸起來的

處． ②波谷：凹下去的

處．預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)橫波縱波垂直最高最低3．縱波 (1)定義：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向

的波． (2)標(biāo)識(shí)性物理量 ①密部：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)分布

的部分． ②疏部：質(zhì)點(diǎn)分布

的部分．4．簡諧波：如果傳播的振動(dòng)是

運(yùn)動(dòng)，這種波叫做簡諧波．預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)平行密集稀疏稀疏一、波的形成和傳播1．波的形成 傳播波的物質(zhì)，如水、繩、空氣等，可以分成許多小部分，每一小部分都可以看作質(zhì)點(diǎn)．當(dāng)其中一個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)，由于質(zhì)點(diǎn)間的相互作用，就帶動(dòng)相鄰的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)起來，該質(zhì)點(diǎn)又帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)起來，這樣振動(dòng)的狀態(tài)就傳播出去，形成了機(jī)械波．課堂講義課堂講義2．機(jī)械波的傳播 (1)各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期都與波源的振動(dòng)周期相同． (2)離波源越遠(yuǎn)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)越滯后，但各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源起振方向相同． (3)波傳播的只是振動(dòng)形式，介質(zhì)中的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)只在自己平衡位置附近振動(dòng)，并不隨波遷移．課堂講義【例1】下列關(guān)于機(jī)械波的說法中，正確的是 (

) A．各質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動(dòng) B．相鄰質(zhì)點(diǎn)間必有相互作用力 C．前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)帶動(dòng)相鄰的后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)必定落后于前一質(zhì)點(diǎn) D．各質(zhì)點(diǎn)隨波的傳播而遷移 E．離波源越遠(yuǎn)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率越小課堂講義解析振源依靠介質(zhì)中各相鄰質(zhì)點(diǎn)間的相互作用力使周圍的質(zhì)點(diǎn)依次振動(dòng)起來，且后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)必定落后于前一質(zhì)點(diǎn)，選項(xiàng)B、C正確；質(zhì)點(diǎn)只在它們各自的平衡位置附近做受迫振動(dòng)，它們振動(dòng)的頻率均與波源的頻率相同，選項(xiàng)A正確，E錯(cuò)誤；波在傳播過程各質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案ABC課堂講義圖2－1－1課堂講義課堂講義答案見解析課堂講義借題發(fā)揮根據(jù)波的形成特點(diǎn)，先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，后面質(zhì)點(diǎn)總是落后于前面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在自己的平衡位置附近振動(dòng)，正確畫出各時(shí)刻的波形圖，可以使問題變得更形象直觀．課堂講義二、振動(dòng)與波動(dòng)的區(qū)別與聯(lián)系1．區(qū)別 (1)研究對(duì)象不同 振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)所表現(xiàn)出的周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，波動(dòng)是大量質(zhì)點(diǎn)表現(xiàn)出的周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象．課堂講義(2)運(yùn)動(dòng)成因不同振動(dòng)是質(zhì)點(diǎn)由于某種原因離開平衡位置，同時(shí)受到指向平衡位置的力——回復(fù)力的作用．波動(dòng)是由于介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)受到相鄰質(zhì)點(diǎn)的擾動(dòng)而隨著運(yùn)動(dòng)，并將振動(dòng)形式由近及遠(yuǎn)傳播開去，各質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用的彈力，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)受到回復(fù)力作用．(3)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)，在同一介質(zhì)中波動(dòng)的傳播速度不變．課堂講義2．聯(lián)系 (1)振動(dòng)是波動(dòng)的起因，波是振動(dòng)的傳播； (2)有波動(dòng)一定有振動(dòng)，有振動(dòng)不一定有波動(dòng)； (3)波動(dòng)的周期等于質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期，波動(dòng)和振動(dòng)都是周期性運(yùn)動(dòng)．課堂講義【例3】關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系，下列說法中正確的是 (

) A．振動(dòng)是波的成因，波是振動(dòng)的傳播 B．振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，波是許多質(zhì)點(diǎn)聯(lián)合起來呈現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象 C．波的傳播速度就是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度 D．波源停止振動(dòng)時(shí)，波立即停止傳播課堂講義解析機(jī)械波的產(chǎn)生條件是有波源和介質(zhì)．由于介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)之間相互作用，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)帶動(dòng)相鄰質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)由近及遠(yuǎn)傳播而形成波，所以選項(xiàng)A和B正確；波的傳播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均勻介質(zhì)中其速度大小不變，而質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度和方向都隨時(shí)間周期性地發(fā)生變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；波源一旦將振動(dòng)傳給了介質(zhì)，振動(dòng)就會(huì)在介質(zhì)中向遠(yuǎn)處傳播，當(dāng)波源停止振動(dòng)時(shí)，介質(zhì)仍然繼續(xù)傳播波源振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)形式，不會(huì)隨波源停止振動(dòng)而停止傳播，即波不會(huì)停止傳播，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案AB課堂講義針對(duì)訓(xùn)練關(guān)于振動(dòng)和波的說法正確的是 (

)A．有機(jī)械波必有振動(dòng)B．有機(jī)械振動(dòng)必有波C．離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)較慢D．質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向總是垂直于波的傳播方向解析機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中向外傳播就形成了機(jī)械波，所以有機(jī)械波必定有機(jī)械振動(dòng)．但如果只有振動(dòng)，而沒有介質(zhì)的傳播就不會(huì)有機(jī)械波的產(chǎn)生．因各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)都是重復(fù)波源的振動(dòng)，不論距波源遠(yuǎn)近，振動(dòng)的快慢都一樣；波分橫波和縱波，縱波的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向在一條直線上．答案A高中物理·選修3-4·教科版第二章機(jī)械波2.1機(jī)械波的形成和傳播

[目標(biāo)定位]

1.理解機(jī)械波的形成過程和產(chǎn)生條件.2.知道波的種類及橫波和縱波的概念.3.明確機(jī)械波傳播的特點(diǎn)．一、機(jī)械波的形成和傳播1．波的形成 由于繩的各部分之間都有相互作用的彈力聯(lián)系著，所以當(dāng)手抖動(dòng)繩的一端，緊靠這一端的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，它會(huì)

相鄰的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，依次傳遞下去．每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在重復(fù)繩一端的振動(dòng)，后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)總是

于前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)帶動(dòng)滯后2．介質(zhì) 能夠傳播振動(dòng)的物質(zhì)．3．機(jī)械波

在介質(zhì)中的傳播．4．波源 引起

振動(dòng)的裝置．5．機(jī)械波是

這一運(yùn)動(dòng)形式(包括波源的振動(dòng)信息)的傳播，介質(zhì)本身并沒有沿著波的方向發(fā)生．6．波是傳遞

的一種方式．預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)機(jī)械振動(dòng)初始機(jī)械振動(dòng)遷移能量二、橫波與縱波1．按介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向的關(guān)系不同，常將波分為

和

．2．橫波 (1)定義：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向

的波． (2)標(biāo)識(shí)性物理量 ①波峰：凸起來的

處． ②波谷：凹下去的

處．預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)橫波縱波垂直最高最低3．縱波 (1)定義：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向

的波． (2)標(biāo)識(shí)性物理量 ①密部：介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)分布

的部分． ②疏部：質(zhì)點(diǎn)分布

的部分．4．簡諧波：如果傳播的振動(dòng)是

運(yùn)動(dòng)，這種波叫做簡諧波．預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)平行密集稀疏稀疏一、波的形成和傳播1．波的形成 傳播波的物質(zhì)，如水、繩、空氣等，可以分成許多小部分，每一小部分都可以看作質(zhì)點(diǎn)．當(dāng)其中一個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)，由于質(zhì)點(diǎn)間的相互作用，就帶動(dòng)相鄰的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)起來，該質(zhì)點(diǎn)又帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)起來，這樣振動(dòng)的狀態(tài)就傳播出去，形成了機(jī)械波．課堂講義課堂講義2．機(jī)械波的傳播 (1)各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期都與波源的振動(dòng)周期相同． (2)離波源越遠(yuǎn)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)越滯后，但各質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源起振方向相同． (3)波傳播的只是振動(dòng)形式，介質(zhì)中的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)只在自己平衡位置附近振動(dòng)，并不隨波遷移．課堂講義【例1】下列關(guān)于機(jī)械波的說法中，正確的是 (

) A．各質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動(dòng) B．相鄰質(zhì)點(diǎn)間必有相互作用力 C．前一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)帶動(dòng)相鄰的后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)必定落后于前一質(zhì)點(diǎn) D．各質(zhì)點(diǎn)隨波的傳播而遷移 E．離波源越遠(yuǎn)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率越小課堂講義解析振源依靠介質(zhì)中各相鄰質(zhì)點(diǎn)間的相互作用力使周圍的質(zhì)點(diǎn)依次振動(dòng)起來，且后一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)必定落后于前一質(zhì)點(diǎn)，選項(xiàng)B、C正確；質(zhì)點(diǎn)只在它們各自的平衡位置附近做受迫振動(dòng)，它們振動(dòng)的頻率均與波源的頻率相同，選項(xiàng)A正確，E錯(cuò)誤；波在傳播過程各質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案ABC課堂講義圖2－1－1課堂講義課堂講義答案見解析課堂講義借題發(fā)揮根據(jù)波的形成特點(diǎn)，先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，后面質(zhì)點(diǎn)總是落后于前面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在自己的平衡位置附近振動(dòng)，正確畫出各時(shí)刻的波形圖，可以使問題變得更形象直觀．課堂講義二、振動(dòng)與波動(dòng)的區(qū)別與聯(lián)系1．區(qū)別 (1)研究對(duì)象不同 振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)所表現(xiàn)出的周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，波動(dòng)是大量質(zhì)點(diǎn)表現(xiàn)出的周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象．課堂講義(2)運(yùn)動(dòng)成因不同振動(dòng)是質(zhì)點(diǎn)由于某種原因離開平衡位置，同時(shí)受到指向平衡位置的力——回復(fù)力的作用．波動(dòng)是由于介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)受到相鄰質(zhì)點(diǎn)的擾動(dòng)而隨著運(yùn)動(dòng)，并將振動(dòng)形式由近及遠(yuǎn)傳播開去，各質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用的彈力，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)受到回復(fù)力作用．(3)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)不同質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)