物理（人教版選修3-4）課件第13章第2節(jié)全反射

第一部分第十三章光第二節(jié)全反射1．知道光疏介質(zhì)、光密介質(zhì)、全反射、臨界角等概念．2．能判定是否發(fā)生全反射，并能分析解決有關(guān)問題．3．了解全反射棱鏡和光導(dǎo)纖維．學(xué)案一

全反射學(xué)案二

全反射棱鏡和光導(dǎo)纖維全反射1．光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)光疏介質(zhì)光密介質(zhì)定義折射率________的介質(zhì)折射率________的介質(zhì)傳播速度光在________介質(zhì)中的傳播速度比在________介質(zhì)中的傳播速度小折射特點1.光由________介質(zhì)射入________介質(zhì)時，折射角小于入射角2．光由________介質(zhì)射入________介質(zhì)時，折射角大于入射角較小較大光密光疏光疏光密光密光疏2．全反射及臨界角的概念(1)全反射：當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，當(dāng)入射角增大到某一角度，________光就會消失，只剩下________光的現(xiàn)象．(2)臨界角：剛好發(fā)生全反射，即折射角等于90°時的________．用字母C表示．折射反射入射角3．全反射的條件要發(fā)生全反射，必須同時具備兩個條件：(1)光從________介質(zhì)射入________介質(zhì)．(2)入射角________________臨界角．4．臨界角與折射率的關(guān)系光從介質(zhì)射入空氣(真空)時，_____________(公式)．光密光疏等于或大于一、如何理解光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)1．光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)的相對性同種介質(zhì)在不同的比較中結(jié)果可能不同．如水、水晶和金剛石，水晶對水來說是光密介質(zhì)，但對金剛石來說是光疏介質(zhì)．2．光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)與其密度的關(guān)系可以肯定的是它們沒有任何關(guān)系，光密和光疏是從介質(zhì)的光學(xué)特性來說的，而介質(zhì)的密度是單位體積內(nèi)含有物質(zhì)的多少；前者具有相對性，而后者是絕對的．如水和酒精，酒精的密度比水小，但酒精和水相比，酒精是光密介質(zhì)，水是光疏介質(zhì)．

(2014·新課標(biāo)全國卷Ⅱ)一厚度為h的大平板玻璃水平放置，其下表面貼有一半徑為r的圓形發(fā)光面．在玻璃板上表面放置一半徑為R的圓紙片，圓紙片與圓形發(fā)光面的中心在同一豎直線上．已知圓紙片恰好能完全遮擋住從圓形發(fā)光面發(fā)出的光線(不考慮反射)，求平板玻璃的折射率．思路點撥：畫邊界光線、找臨界條件．【題后總結(jié)】解決全反射問題的關(guān)鍵：(1)準(zhǔn)確熟練地作好光路圖；運用幾何關(guān)系、三角函數(shù)關(guān)系或反射定律等進行判斷推理或計算．(2)抓住特殊光線進行分析．求光線照射的范圍時，關(guān)鍵是找出邊界光線．如果發(fā)生全反射，剛能發(fā)生全反射時的臨界光線就是一個邊界光線，而另一光線要通過分析找出．答案：D2．(多選)下列說法正確的是(

)A．因為水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介質(zhì)B．因為水的折射率小于酒精的折射率，所以水對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)中的傳播速度較小答案：BD3．(多選)如圖所示，ABDC是兩面平行的透明玻璃磚，AB面和CD面平行，它們分別是玻璃磚和空氣的界面，設(shè)為界面Ⅰ和界面Ⅱ，光線從界面Ⅰ射入玻璃磚，再從界面Ⅱ射出，回到空氣中，如果改變光到達(dá)界面Ⅰ時的入射角，則(

)A．只要入射角足夠大，光線在界面Ⅰ上可能發(fā)生全反射現(xiàn)象B．只要入射角足夠大，光線在界面Ⅱ上可能發(fā)生全反射現(xiàn)象C．不管入射角多大，光線在界面Ⅰ上都不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象D．不管入射角多大，光線在界面Ⅱ上都不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象解析：在界面Ⅰ，光由空氣進入玻璃磚，是由光疏介質(zhì)進入光密介質(zhì)，不管入射角多大，都不能發(fā)生全反射現(xiàn)象，則選項C正確；在界面Ⅱ，光由玻璃磚進入空氣，是由光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)，但是，由于界面Ⅰ和界面Ⅱ平行，光由界面Ⅰ進入玻璃磚后再達(dá)到界面Ⅱ，在界面Ⅱ上的入射角等于在界面Ⅰ上的折射角，因此入射角總是小于臨界角，也不會發(fā)生全反射現(xiàn)象，選項D正確．答案：CD答案：A全反射棱鏡和光導(dǎo)纖維1．全反射棱鏡全反射棱鏡的截面是__________三角形．當(dāng)光垂直于直角邊射向棱鏡時，光的傳播方向改變了________角；當(dāng)光垂直斜邊射向棱鏡時，光的傳播方向改變了________角．等腰直角90°180°2．光導(dǎo)纖維及其應(yīng)用(1)光導(dǎo)纖維對光的傳導(dǎo)原理：利用了____________原理．(2)光導(dǎo)纖維的構(gòu)造：光導(dǎo)纖維是非常細(xì)的特制玻璃絲，直徑從幾微米到幾十微米之間，由內(nèi)芯和外層透明介質(zhì)兩層組成．內(nèi)芯的折射率比外套的折射率________，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生________．光的全反射大全反射(3)光導(dǎo)纖維的應(yīng)用——光纖通信①光纖通信先將聲音信號轉(zhuǎn)換為________信號，利用光纖維把________信號輸出；到接收端再將________信號還原為聲音信號．②光纖通信的主要優(yōu)點：傳輸容量大、衰減小、________性強、保密性好．光光光抗干擾在光學(xué)儀器里，常用全反射棱鏡來代替平面鏡，改變光的傳播方向，如圖丙是全反射棱鏡應(yīng)用在潛望鏡里的光路圖；如圖丁是全反射棱鏡幾種典型的使用方法．

(2013·新課標(biāo)全國卷Ⅰ)如圖所示為一光導(dǎo)纖維(可簡化為一長玻璃絲)的示意圖，玻璃絲長為L，折射率為n，AB代表端面．已知光在真空中的傳播速度為c.(1)為使光線能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣?，求光線在端面AB上的入射角應(yīng)滿足的條件；(2)求光線從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣嫠璧淖铋L時間。思路點撥：為使光線能從玻璃絲的AB端面?zhèn)鞑サ搅硪欢嗣妫饩€應(yīng)在玻璃絲內(nèi)壁發(fā)生全反射．【題后總結(jié)】解答全反射類問題的技巧(1)光必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)．(2)入射角大于或等于臨界角．(3)利用好光路圖中的臨界光線，準(zhǔn)確地判斷出恰好發(fā)生全反射的光路圖是解題的關(guān)鍵，且在作光路圖時盡量與實際相符，這樣更有利于問題的分析．【訓(xùn)練】1．光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)如圖所示．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(

)A．內(nèi)芯的折射率比外套大，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射B．內(nèi)芯的折射率比外套小，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射C．內(nèi)芯的折射率比外套小，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生折射D．內(nèi)芯的折射率與外套相同，外套的材料有韌性，可以起保護作用解析：光導(dǎo)纖維內(nèi)芯折射率較大．光在內(nèi)芯中傳播，射到內(nèi)芯與外套的界面時，正好是由光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)．若此時入射角大于臨界角，則發(fā)生全反射，光線被約束在內(nèi)芯中．答案：A2．空氣中兩條光線a和b從方框左側(cè)入射，分別從方框下方和上方射出，其框外光線如圖所示．方框內(nèi)有兩個折射率n＝1.5的玻璃全反射棱鏡．下列給出的兩個棱鏡的四種放置方式中能滿足題意的是(

)答案：B3.如圖所示，光線垂直于一個等腰直角三棱鏡側(cè)面入射，在底面發(fā)