4-3-光的全反射(wrord教參)(教科版)

3光的全反射學(xué)習(xí)目標(biāo)素養(yǎng)提煉1.知道光疏介質(zhì)、光密介質(zhì)、全反射、臨界角的概念。2．知道全反射現(xiàn)象，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．了解全反射棱鏡及光導(dǎo)纖維的工作原理和在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。物理觀念：光疏介質(zhì)、光密介質(zhì)、全反射、臨界角科學(xué)思維：全反射規(guī)律的分析科學(xué)探究：觀察全反射現(xiàn)象科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：全反射棱鏡和光導(dǎo)纖維在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用一、全反射現(xiàn)象1．光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)(1)概念：兩種介質(zhì)比較，折射率較小的介質(zhì)叫作光疏介質(zhì)，折射率較大的介質(zhì)叫作光密介質(zhì)。(2)光在光密介質(zhì)中的傳播速度比在光疏介質(zhì)中的傳播速度小。(3)相對性：光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是相對的。2．全反射光從光密介質(zhì)射到光疏介質(zhì)的界面時(shí)，全部被反射回原介質(zhì)中傳播的現(xiàn)象叫作全反射。二、發(fā)生全反射的條件1．臨界角我們把光從某種介質(zhì)射向真空或空氣、折射角為90°時(shí)的入射角，稱為這種介質(zhì)的臨界角。2．全反射的條件要發(fā)生全反射，必須同時(shí)具備兩個(gè)條件：(1)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)。(2)入射角大于等于臨界角。3．臨界角與折射率的關(guān)系(1)定量關(guān)系：光由介質(zhì)射入空氣(或真空)時(shí)，sinC＝eq\f(1,n)。(2)定性關(guān)系：介質(zhì)折射率越大，發(fā)生全反射的臨界角越小，越容易發(fā)生全反射。[判斷正誤](1)光從空氣射入水中時(shí)可能發(fā)生全反射現(xiàn)象。(×)(2)密度大的介質(zhì)就是光密介質(zhì)。(×)(3)兩種介質(zhì)相比較，折射率大的介質(zhì)是光密介質(zhì)。(√)(4)光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)具有絕對性。(×)三、全反射的應(yīng)用——光導(dǎo)纖維1．光導(dǎo)纖維對光的傳導(dǎo)原理利用了全反射原理。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大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射。3．光導(dǎo)纖維的應(yīng)用——光纖通信光纖通信，就是把載有聲音、圖像和各種數(shù)字信號的激光從光纖的一端輸入，沿著光纖傳到另一端去。4．光纖通信的主要優(yōu)點(diǎn)容量大、衰減小、抗干擾能力強(qiáng)、傳輸質(zhì)量高。[思考](1)炎熱的夏天，在公路上有時(shí)能看到遠(yuǎn)處物體的倒影，這是一種什么現(xiàn)象？提示：是一種蜃景現(xiàn)象，是由光的全反射造成的。(2)微細(xì)的光纖封裝在塑料護(hù)套中，使得它能夠彎曲而不至于斷裂，光纖為什么要由兩層介質(zhì)構(gòu)成？提示：光纖的工作原理是全反射，要由兩種介質(zhì)配合才能產(chǎn)生全反射現(xiàn)象。要點(diǎn)一對全反射的理解[情景探究](1)如圖所示，讓光沿著半圓形玻璃磚的半徑射到它的平直的邊上。逐漸增大入射角，觀察反射光線和折射光線的變化。在入射角逐漸增大時(shí)，折射角的大小及反射光線和折射光線的亮度如何變化？提示：逐漸增大入射角，會(huì)看到折射光線離法線越來越遠(yuǎn)，折射角逐漸增大。折射光線越來越弱，反射光線越來越強(qiáng)。當(dāng)入射角增大到某一角度，使折射角達(dá)到90°時(shí)，折射光線完全消失，只剩下反射光線。(2)若光由空氣射入玻璃，當(dāng)入射角增大時(shí)，是否能夠發(fā)生全反射現(xiàn)象？提示：不能，光只有從折射率較大的介質(zhì)射入折射率較小的介質(zhì)時(shí)，才能發(fā)生全反射現(xiàn)象。1．對光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)的理解(1)光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)的比較光的傳播速度折射率光疏介質(zhì)大小光密介質(zhì)小大(2)相對性：光疏介質(zhì)、光密介質(zhì)是相對的。任何兩種透明介質(zhì)都可以通過比較光在其中傳播速度的大小或折射率的大小來判斷誰是光疏介質(zhì)，誰是光密介質(zhì)。2．全反射現(xiàn)象(1)全反射的條件①光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；②入射角大于或等于臨界角。(2)全反射遵循的規(guī)律：發(fā)生全反射時(shí)，光全部返回原介質(zhì)，入射光與反射光遵循光的反射定律，由于不存在折射光線，光的折射定律不再適用。(3)從能量角度來理解全反射：當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，隨著入射角增大，折射角也增大，同時(shí)折射光線強(qiáng)度減弱，即折射光線能量減小，反射光線強(qiáng)度增強(qiáng)，能量增加；當(dāng)入射角達(dá)到臨界角時(shí)，折射光線強(qiáng)度減弱到零，反射光的能量等于入射光的能量。3．臨界角(1)定義：剛好發(fā)生全反射(即折射角為90°)時(shí)的入射角稱為全反射的臨界角，用C表示。(2)表達(dá)式：光由折射率為n的介質(zhì)射向真空或空氣時(shí)，若剛好發(fā)生全反射，則折射角恰好等于90°，n＝eq\f(sin90°,sinC)，即sinC＝eq\f(1,n)。[典例1]為了測定某種材料制成的長方體的折射率，用一束光線從AB面以60°入射角射入長方體時(shí)光線剛好不能從BC面射出，如圖所示，該材料的折射率是多少？[解析]如題圖所示，根據(jù)折射定律得n＝eq\f(sin60°,sinr)①由題意可知sinC＝eq\f(1,n)②而C＝90°－r③由②③得cosr＝eq\f(1,n)④而cosr＝eq\r(1－sin2r)，代入④得eq\r(1－sin2r)＝eq\f(1,n)⑤聯(lián)立①和⑤解得n＝eq\f(\r(7),2)。[答案]eq\f(\r(7),2)[規(guī)律總結(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)才能發(fā)生全反射。(2)入射角大于或等于臨界角才能發(fā)生全反射。(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(shí)比例應(yīng)與實(shí)際相符，這樣更有利于問題的分析。針對訓(xùn)練1．某種介質(zhì)對空氣的折射率是eq\r(2)，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))()解析：由題意知，光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，由sinC＝eq\f(1,n)＝eq\f(1,\r(2))，得C＝45°＜θ1＝60°，故在兩介質(zhì)的界面上會(huì)發(fā)生全反射，只有反射光線，沒有折射光線，故選項(xiàng)D正確。答案：D2．一厚度為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。解析：如圖，從圓形發(fā)光面邊緣的A點(diǎn)發(fā)出的一條光線射到玻璃上表面A′點(diǎn)恰好發(fā)生全反射，則有sinC＝eq\f(1,n)又由幾何關(guān)系有sinC＝eq\f(L,\r(L2＋h2))其中L＝R－r聯(lián)立以上各式解得n＝eq\f(\r(L2＋h2),L)＝eq\r(1＋\f(h,R－r)2)。答案：eq\r(1＋\f(h,R－r)2)要點(diǎn)二全反射的應(yīng)用[情景探究](1)如圖所示，已知玻璃的折射率為1.5，甲圖中當(dāng)光線垂直BC面入射時(shí)，光線到達(dá)AC面的入射角是多少，能否發(fā)生全反射？乙圖中當(dāng)光線垂直AC面入射時(shí)，光線到達(dá)AB面的入射角是多少，能否發(fā)生全反射？提示：光線到達(dá)AC面的入射角為45°，能發(fā)生全反射。光線到達(dá)AB面的入射角為45°，能發(fā)生全反射。(2)如圖所示是光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)示意圖，其內(nèi)芯和外套由兩種光學(xué)性能不同的介質(zhì)構(gòu)成。構(gòu)成內(nèi)芯和外套的兩種介質(zhì)，哪個(gè)折射率大？為什么？提示：內(nèi)芯的折射率大。因?yàn)楫?dāng)內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率時(shí)，光在傳播時(shí)能發(fā)生全反射，光線經(jīng)過多次全反射后能從一端傳到另一端。1．全反射棱鏡的作用及應(yīng)用(1)作用：橫截面是等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡，全反射棱鏡是一種特殊的棱鏡，在光學(xué)儀器中用來改變光的方向。(2)應(yīng)用：對于精密的光學(xué)儀器，如照相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡等，就需要用全反射棱鏡代替平面鏡，以消除多余的像。2．光導(dǎo)纖維(1)光導(dǎo)纖維的傳播原理光由一端進(jìn)入，在兩層的界面上經(jīng)過多次全反射，從另一端射出。光導(dǎo)纖維可以遠(yuǎn)距離傳播光，光信號又可以轉(zhuǎn)換成電信號，進(jìn)而變?yōu)槁曇簟D像。如果把許多(上萬根)光導(dǎo)纖維合成一束，并使兩端的纖維按嚴(yán)格相同的次序排列，就可以傳播圖像了。(2)光導(dǎo)纖維的折射率設(shè)光導(dǎo)纖維的折射率為n，當(dāng)入射角為θ1時(shí)，進(jìn)入端面的折射光線傳到側(cè)面時(shí)恰好發(fā)生全反射，如圖所示，則有sinC＝eq\f(1,n)，n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)，C＋θ2＝90°，由以上各式可得sinθ1＝eq\r(n2－1)。由圖可知：當(dāng)θ1增大時(shí)，θ2增大，而從纖維射向空氣中光線的入射角90°－θ2減小，當(dāng)θ1＝90°時(shí)，若90°－C＝C，則所有進(jìn)入纖維中的光線都能發(fā)生全反射，即解得n＝eq\r(2)。以上是光從纖維射向真空時(shí)得到的折射率，由于光導(dǎo)纖維包有外套，外套的折射率比真空的折射率大，因此實(shí)際內(nèi)芯的折射率要比eq\r(2)大些。[典例2]如圖所示，一根長為l＝5.0m的光導(dǎo)纖維是用折射率n＝eq\r(2)的材料制成的。一束激光由其左端的中心點(diǎn)以45°的入射角射入光導(dǎo)纖維內(nèi)，經(jīng)過一系列全反射后從右端射出，求：(1)該激光在光導(dǎo)纖維中的速度v；(2)該激光在光導(dǎo)纖維中傳輸所經(jīng)歷的時(shí)間。[思路點(diǎn)撥]光在光導(dǎo)纖維中的傳播路徑怎樣？其光路的總長度多大？[解析](1)由n＝eq\f(c,v)可得v≈2.1×108m/s。(2)由n＝eq\f(sinθ1,sinθ2)可得光線從左端面射入后的折射角為30°，射到側(cè)面時(shí)的入射角為60°，大于臨界角45°，因此發(fā)生全反射。同理光線每次在側(cè)面都將發(fā)生全反射，直到光線到達(dá)右端面，其光路如圖所示。由幾何關(guān)系可以求出光線在光導(dǎo)纖維中通過的總路程s＝eq\f(2l,\r(3))，因此該激光在光導(dǎo)纖維中傳輸所經(jīng)歷的時(shí)間t＝eq\f(s,v)≈2.7×10－8s。[答案](1)2.1×108m/s(2)2.7×10－8s[規(guī)律總結(jié)](1)發(fā)生全反射的條件是光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角大于或等于臨界角。(2)光導(dǎo)纖維利用了光的全反射，所以內(nèi)芯的折射率一定大于外套的折射率。針對訓(xùn)練3.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(gè)折射率n＝1.5的全反射玻璃棱鏡。下列選項(xiàng)給出了兩棱鏡的四種放置方式的示意圖。其中能產(chǎn)生圖中效果的是()解析：四個(gè)選項(xiàng)的光路圖如圖所示：可知B正確。答案：B4.(多選)光纖通信采用的光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和外套組成，如圖所示，其中內(nèi)芯的折射率為n1，外套的折射率為n2，下面說法正確的是()A．內(nèi)芯和外套的折射率應(yīng)滿足n1＞n2B．內(nèi)芯和外套的折射率應(yīng)滿足n1＜n2C．從左端面入射的光線，其入射角θ必須大于某值，全部光才能被傳導(dǎo)D．從左端面入射的光線，其入射角θ必須小于某值，全部光才能被傳導(dǎo)解析：光纖通信是利用光的全反射原理來工作的，光只有從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)中時(shí)，才能發(fā)生全反射，因而內(nèi)芯和外套的折射率應(yīng)滿足n1＞n2。從題圖中看由左端面入射的光線，其入射角越小，進(jìn)入介質(zhì)后，在內(nèi)芯與外套的界面上入射角越大，越易發(fā)生全反射，故A、D正確。答案：AD科學(xué)態(tài)度與責(zé)任——應(yīng)用全反射科學(xué)解釋“蜃景”1．海市蜃樓(1)氣候條件：當(dāng)大氣比較平靜且海面與上層空氣溫差較大時(shí)，空氣的密度隨溫度的升高而減小，對光的折射率也隨之減小。因海面上的空氣溫度比空中低，空氣的下層比上層折射率大，我們可以粗略地把空中的大氣分成許多水平的空氣層，如圖所示。(2)光路分析：遠(yuǎn)處的景物反射的光線射向空中時(shí)，不斷被折射，射向折射率較小的上一層的入射角越來越大，當(dāng)光線的入射角大到臨界角時(shí)，就會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，光線就會(huì)從高空的空氣層中通過空氣的折射逐漸返回折射率較大的下一層。(3)虛像的形成：當(dāng)光線進(jìn)入人的眼睛時(shí)，人總認(rèn)為光是從其反向延長線方向發(fā)射而來的，所以地面附近的觀察者就可以觀察到虛像，且虛像成像于遠(yuǎn)處的半空中，這就是海市蜃樓，如圖所示。2．沙漠蜃景夏日的正午烈日當(dāng)頭，沙漠表面被曬得非常熱，其溫度很快上升，使得沙漠地表處溫度很高，故大氣層下層空氣密度小而上層空氣密度逐漸增大，則從沙漠地面向上的空氣的折射率由小到大連續(xù)變化。從遠(yuǎn)處物體或藍(lán)色天空斜射向地面的光線進(jìn)入折射率逐漸減小的熱空氣層被折射后，其折射角大于入射角且折射角與入射角均逐漸增大，使其傳播方向總要向上偏一些，而且入射光線還可能在沙漠地面附近發(fā)生全反射。由于人眼不能看到光線的曲折，而是按直線追溯進(jìn)入人眼中的光線射來的方向看到物體，所以人看到這些光線好像是由他的前方射來的，于是人們就看到前方遠(yuǎn)處物體的倒影或者感覺到前方的沙漠中出現(xiàn)了一片蔚藍(lán)發(fā)光的湖面(實(shí)際上是天空的虛像)，如圖所示，這就是“沙漠蜃景”形成的光路圖。[典例]如圖所示，夏天，在平靜無風(fēng)的海面上，向遠(yuǎn)方望去，有時(shí)能看到山峰、船舶、樓臺(tái)、亭閣、集市、廟宇等出現(xiàn)在遠(yuǎn)方的空中。古人不明白產(chǎn)生這種景象的原因，對它作了不科學(xué)的解釋，認(rèn)為是海中蛟龍(即蜃)吐出的氣結(jié)成的，因而叫作“海市蜃樓”，也叫蜃景。沙漠里有時(shí)也會(huì)看到遠(yuǎn)處的水源、仙人掌近在咫尺，可望而不可即，這也是“蜃景”。下列有關(guān)蜃景的說法錯(cuò)誤的是()A．海面上層空氣的折射率比下層空氣的折射率要小B．沙面上層空氣的折射率比下層空氣的折射率要小C．a(chǎn)是蜃景，b是景物D．c是蜃景，d是景物[解析]海面上，下層空氣的溫度比上層低，則下層空氣的密度比上層要大，故下層空氣的折射率比上層空氣的折射率要大，選項(xiàng)A正確；由于人眼認(rèn)為光線是沿直線傳播的，故a是蜃景，b是景物，選項(xiàng)C正確；太陽照到沙面上，接近沙面的熱空氣層比上層空氣的密度小，折射率也小，即上層折射率大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；從遠(yuǎn)處物體射向地面的光線，進(jìn)入折射率小的熱空氣層時(shí)被折射，入射角逐漸增大，也可能發(fā)生全反射，人們逆著反射光線看去，就會(huì)看到遠(yuǎn)處物體的倒影，故c是蜃景，d是景物，選項(xiàng)D正確。[答案]B1．關(guān)于全反射，下列敘述正確的是()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，C正確。答案：C2．(多選)下列說法正確的是()A．因?yàn)樗拿芏却笥诰凭拿芏?，所以水是光密介質(zhì)B．因?yàn)樗恼凵渎市∮诰凭恼凵渎剩运畬凭珌碚f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，所以水對酒精來說是光疏介質(zhì)，故A錯(cuò)，B對；由v＝eq\f(c,n)可知，光在光密介質(zhì)中的速度較小，故C錯(cuò)，D對。答案：BD3．一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚，O點(diǎn)為該玻璃磚截面的圓心，下圖中能正確描述其光路的是()解析：光從空氣進(jìn)入玻璃時(shí)，在分界面上會(huì)發(fā)生折射，且折射角小于入射角，故B、D錯(cuò)誤；光從玻璃進(jìn)入空氣時(shí)折射角應(yīng)大于入射角，故C錯(cuò)誤；光從玻璃射向空氣，若滿足入射角大于等于臨界角的情況，則會(huì)發(fā)生全反射，故A正確。答案：A4.一束單色光由左側(cè)射入盛有清水的薄壁圓柱形玻璃杯，如圖所示為過軸線的截面圖，調(diào)整入射角α，光線恰好在水和空氣的界面上發(fā)生全反射。已知水的折射率為eq\f(4,3)，求sinα的值。解析：當(dāng)光線在水面發(fā)生全反射時(shí)，有sinC＝eq\f(1,n)，當(dāng)光線從左側(cè)射入玻璃杯時(shí)，由折射定律有n＝eq\f(sinα,sin\f(π,2)－C)，聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)可得sinα＝eq\f(\r(7),3)。答案：eq\f(\r(7),3)[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練]1．關(guān)于光纖的說法正確的是()A．光纖是由高級金屬制成的，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，由內(nèi)芯和外套兩層組成，光纖是利用全反射原理來實(shí)現(xiàn)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是不能傳導(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、抗干抗性強(qiáng)等特點(diǎn)；在實(shí)際應(yīng)用中，光纖是可以彎曲的，故選C。答案：C2．(多選)當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)()A．反射光線的強(qiáng)度隨入射角的增大而減小B．折射光線的強(qiáng)度隨入射角的增大而減小C．當(dāng)入射角等于臨界角時(shí)，折射光線的強(qiáng)度等于零D．當(dāng)入射角等于零時(shí)，反射光線的強(qiáng)度等于零解析：當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，反射光線的強(qiáng)度隨入射角的增大而增大，折射光線的強(qiáng)度隨入射角的增大而減小，當(dāng)入射角等于臨界角時(shí)，光線恰好發(fā)生全反射，故折射光線的強(qiáng)度等于零。答案：BC3．下列選項(xiàng)為光線由空氣進(jìn)入全反射玻璃棱鏡再由棱鏡射入空氣的光路圖。可以發(fā)生的是()解析：光垂直等腰直角三角形的某直角邊射入玻璃棱鏡時(shí)，在斜邊發(fā)生全反射，故A正確。答案：A4.(多選)如圖所示，ABCD是兩面平行的透明玻璃磚，AB面和CD面是玻璃和空氣的分界面，分別設(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(shí)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(jìn)入玻璃磚，是由光疏介質(zhì)進(jìn)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，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；在界面Ⅱ，光由玻璃進(jìn)入空氣，是由光密介質(zhì)進(jìn)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(jìn)入玻璃后再到達(dá)界面Ⅱ，在界面Ⅱ上的入射角等于在界面Ⅰ上的折射角，入射角總是小于臨界角，因此也不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，D正確。答案：CD5．酷熱的夏天，在平坦的柏油公路上你會(huì)看到一定距離之外，地面顯得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎還能看到遠(yuǎn)處車、人的倒影，但當(dāng)你靠近“水面”時(shí)，它也隨你靠近而后退。對此現(xiàn)象正確的解釋是()A．出現(xiàn)的是“海市蜃樓”，是由于光的折射造成的B．“水面”不存在，是由于酷熱難耐，人產(chǎn)生的幻覺C．太陽輻射到地面，使地表溫度升高，折射率增大，發(fā)生全反射D．太陽輻射到地面，使地表溫度升高，折射率減小，發(fā)生全反射解析：酷熱的夏天地面溫度高，地表附近空氣的密度小，空氣的折射率下小上大，遠(yuǎn)處車、人反射的太陽光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)發(fā)生全反射，故D正確。答案：D6.(多選)如圖所示，有一束平行于等邊三棱鏡截面ABC的單色光從空氣射向E點(diǎn)，并偏折到F點(diǎn)，已知入射方向與邊AB的夾角為θ＝30°，E、F分別為邊AB、BC的中點(diǎn)，則()A．該棱鏡的折射率為eq\r(3)B．光在F點(diǎn)發(fā)生全反射C．光從空氣進(jìn)入棱鏡，波長變小D．從F點(diǎn)出射的光束與入射到E點(diǎn)的光束平行解析：在E點(diǎn)作出法線可知入射角為60°，折射角為30°，故折射率為eq\r(3)，故A正確；由光路的可逆性可知，在BC邊上的入射角小于臨界角，不會(huì)發(fā)生全反射，故B錯(cuò)誤；由λ介＝eq\f(λ空氣,n)可知C正確；由幾何關(guān)系知，在F點(diǎn)入射角為30°，折射角為60°，出射光束不會(huì)與入射到E點(diǎn)的光束平行，故D錯(cuò)誤。答案：AC7.如圖所示，一段橫截面為正方形的玻璃棒，中間部分彎成四分之一圓弧狀，一細(xì)束單色光由MN端面的中點(diǎn)垂直射入，恰好能在弧面EF上發(fā)生全反射，然后垂直PQ端面射出。(1)求該玻璃棒的折射率；(2)若將入射光向N端平移，當(dāng)?shù)谝淮紊涞交∶鍱F上時(shí)________(選填“能”“不能”或“無法確定能否”)發(fā)生全反射。解析：(1)因?yàn)橐患?xì)束單色光由MN端面中點(diǎn)垂直射入，所以到達(dá)弧面EF界面時(shí)入射角為45°，又因?yàn)榍『冒l(fā)生全反射，所以臨界角C等于45°，由sinC＝eq\f(1,n)可知，該玻璃棒的折射率n＝eq\f(1,sinC)＝eq\r(2)。(2)如圖所示，若將入射光向N端平移，第一次射到弧面EF上的入射角將增大，即大于臨界角45°，所以能發(fā)生全反射。答案：(1)eq\r(2)(2)能[能力提升練]8.如圖所示，ABC是半徑為R的圓弧形光屏，ADC則是半徑為R的圓弧形軌道，它們的圓心均為O，直線AOC是它們的直徑。在光屏和軌道的中央安裝半圓形玻璃磚，玻璃磚的平直面與直徑AOC重合，在軌道ADC上安裝光源P，從光源射出的光線沿著半圓形玻璃磚的半徑射到它平直面上的中點(diǎn)O，在軌道上移動(dòng)光源P可以改變?nèi)肷涔饩€PO與CO之間的夾角θ?，F(xiàn)有兩塊尺寸相同，折射率不同的玻璃磚，在保持θ角相同時(shí)，分別安裝甲、乙玻璃磚，折射光線分別射至光屏上M點(diǎn)和N點(diǎn)，則下列說法中正確的是()A．甲玻璃磚的折射率小于乙玻璃磚的折射率B．光在OM段的傳播速度小于光在ON段的傳播速度C．光線沿P→O→M的傳播時(shí)間大于光線沿P→O→N的傳播時(shí)間D．移動(dòng)光源P逐漸增大θ角，則折射光線將會(huì)從光屏上消失解析：在保持θ角相同時(shí)，分別安裝甲、乙玻璃磚，折射光線分別射至光屏上M點(diǎn)和N點(diǎn)，可以看出M的偏折程度較大，即甲玻璃磚的折射率較大，則光在甲玻璃中的傳播速度v＝eq\f(c,n)較小，則光在甲玻璃磚中的傳播時(shí)間較長，而光在OM段與光在ON段的傳播速率相同，都為c，故光在OM段、ON段的傳播時(shí)間相等，故A、B錯(cuò)誤，C正確；移動(dòng)光源P逐漸增大θ角，入射角減小，不會(huì)發(fā)生全反射，故D錯(cuò)誤。答案：C9.如圖所示為單反照相機(jī)取景器的示意圖，ABCDE為五棱鏡的一個(gè)截面，AB⊥BC。光線垂直AB射入，分別在CD和EA上發(fā)生反射，且兩次反射的入射角相等，最后光線垂直BC射出。若兩次反射都為全反射，則該五棱鏡的折射率()A．最小值為eq\r(2) B．最大值為eq\r(2)C．最小值為eq\f(1,sin22.5°) D．最大值為eq\f(1,sin22.5°)解析：設(shè)入射到CD面上的入射角為θ，因?yàn)樵贑D和EA上發(fā)生全反射，且兩次反射的入射角相等，根據(jù)幾何關(guān)系有4θ＝90°，解得θ＝22.5°；由sin