全反射【知識(shí)精講+拓展提升+遷移訓(xùn)練】 高二物理 （人教版2019選擇性必修第一冊(cè)）

§2全反射高二物理（人教版2019）選擇性必修第一冊(cè)第四章光觀察與思考：為什么露珠會(huì)晶瑩剔透呢？新課引入全反射01全反射棱鏡02學(xué)習(xí)目標(biāo)光導(dǎo)纖維03復(fù)習(xí)與回顧：1.折射定律：折射光線與入射光線、法線在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比。n12與入射角、折射角大小無關(guān)，只與兩種介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)新課講授復(fù)習(xí)與回顧：2.折射率：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質(zhì)的絕對(duì)折射率，簡稱折射率。新課講授或思考與討論：1.真空與某種介質(zhì)相比較，誰的折射率大？新課講授2.光在真空中的傳播速度和介質(zhì)中的傳播速度，誰大？3.光從真空射向介質(zhì)時(shí)，入射角和折射角誰大？反之，光從介質(zhì)射向真空，二者誰大？介質(zhì)水玻璃金剛石折射率n1.331.5~1.9n＝2.424.參考下表，根據(jù)剛才的討論，如果光從玻璃射向金剛石，入射角和折射角誰大？如果光從金剛石射向玻璃，入射角和折射角誰大？1.光疏介質(zhì):兩種介質(zhì)中折射率較小的介質(zhì)叫做光疏介質(zhì).2.光密介質(zhì):兩種介質(zhì)中折射率較大的介質(zhì)叫做光密介質(zhì).一、全反射3.注意:“光密介質(zhì)”和“光疏介質(zhì)”是相對(duì)而言的，對(duì)其界定是以折射率為依據(jù)的。

新課講授新課講授觀察全反射現(xiàn)象（1）折射角逐漸

；（2）折射光線亮度逐漸

；（3）反射角逐漸

；（4）反射光線亮度逐漸

；

（5）當(dāng)入射角增大到某一角度時(shí)，折射光線

，所有光線全部反射。當(dāng)光從玻璃射向空氣，隨著入射角的逐漸增大的過程中：增大減弱增大增強(qiáng)消失新課講授實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：5.臨界角：當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，折射角等于900角時(shí)的入射角叫做臨界角。用C表示。新課講授一、全反射4.全反射：當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，入射角逐漸增大到某一角度，光線全部被反射回原光密介質(zhì)的現(xiàn)象。新課講授思考與討論：1.光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，一定發(fā)生全反射嗎？發(fā)生全反射現(xiàn)象的條件是什么？2.由于不同介質(zhì)的折射率不同，在光從介質(zhì)射向空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角是不一樣的，怎樣計(jì)算光從折射率為n的某種介質(zhì)射向空氣發(fā)生全反射的臨界角C？5.發(fā)生全反射的條件：(1)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)；(2)入射角等于或大于臨界角6.臨界角C的大?。航缑嬲婵?/p>

介質(zhì)法線C由折射率可得：新課講授一、全反射臨界角的正弦值：【例題】在潛水員看來，岸上的所有景物都出現(xiàn)在一個(gè)倒立的圓錐里，為什么？這個(gè)圓錐的頂角是多大？新課講授新課講授全反射棱鏡新課講授二、全反射棱鏡1.結(jié)構(gòu)：橫截面為等腰直角三角形。新課講授二、全反射棱鏡2.作用：改變光的方向，可使光的傳播方向改變90°或180°3.特點(diǎn)：①當(dāng)光垂直于它的任意一個(gè)界面射入后，都會(huì)在其內(nèi)部發(fā)生全反射，與平面鏡相比，它的反射率很高。②反射面不必涂敷任何反光物質(zhì)。二、全反射棱鏡新課講授二、全反射棱鏡新課講授望遠(yuǎn)鏡潛望鏡4.應(yīng)用：新課講授觀察光在彎曲的有機(jī)玻璃中傳播的路徑新課講授觀察光在光導(dǎo)纖維中的傳播實(shí)驗(yàn)3.優(yōu)點(diǎn)：容量大、衰減小、抗干擾性強(qiáng)三、光導(dǎo)纖維1.原理：利用全反射原理2.構(gòu)造：由折射率較高的玻璃內(nèi)芯和折射率較低的外層透明介質(zhì)組成，因?yàn)閮?nèi)芯的折射率比外套的大，所以，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射。新課講授三、光導(dǎo)纖維4.應(yīng)用：醫(yī)用內(nèi)窺鏡光纖通訊新課講授新課講授做一做：水流導(dǎo)光課堂小結(jié)1．紅、黃、綠三種單色光以相同的入射角從水中射向空氣，若黃光在界面上恰好發(fā)生全反射，則下列判斷正確的是（）A．綠光不能發(fā)生全反射B．紅光一定能發(fā)生全反射C．黃光在水中的波長比紅光在水中的波長長D．這三種單色光相比，紅光在水中傳播的速率最大D課堂練習(xí)課堂練習(xí)2．如圖所示，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，均由空氣沿半圓半徑方向射入玻璃磚，到達(dá)玻璃磚的圓心位置。下列說法正確的是（）A．假若三條光線中只有一條在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一定不能發(fā)生全反射D．假若光線aO恰能發(fā)生全反射，那么光線bO的反射光線比光線cO的反射光線的亮度小課堂練習(xí)A【答案】A【詳解】A．根據(jù)題意，三條光線顏色相同，強(qiáng)度相同，所以三條光線所對(duì)應(yīng)的折射率相同，當(dāng)其恰好發(fā)生全反射時(shí)，臨界角相同，由圖可知，aO光線的入射角最大，當(dāng)入射角達(dá)到臨界角時(shí)，恰好發(fā)生全反射，故A正確；BC．若bO光線發(fā)生全反射，則aO一定發(fā)生全反射，但是cO不一定發(fā)生全反射，故BC錯(cuò)誤；D．若aO恰好發(fā)生全反射，則bO和cO不會(huì)發(fā)生全反射，其反射光線的亮度相同，故D錯(cuò)誤。故選A。課堂練習(xí)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的玻璃全反射棱鏡。下列選項(xiàng)中給出了兩棱鏡四種放置方式的示意圖，其中能產(chǎn)生上述效果的是()B課堂練習(xí)課堂練習(xí)4．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(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)芯的折射率比外套小，光傳播時(shí)在