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1、第十三章,光,第二節(jié) 全反射,課 前 預 習,光疏介質和光密介質,較小,較大,小,小于,大于,1定義 當入射角增大到某一角度，使折射角達到_時，折射光完全消失，只剩下_，這種現(xiàn)象叫做全反射，這時對應的_叫做臨界角。 2發(fā)生全反射的條件 (1)光由_介質射入_介質。 (2)入射角_或_臨界角。,全反射,90,反射光,入射角,光密,光疏,大于,等于,3臨界角與折射率的關系 (1)定量關系：光由某種介質射入空氣(或真空)時，sinC_。 (2)定性關系：介質的折射率越大，發(fā)生全反射的臨界角_，越容易發(fā)生全反射。,越小,1全反射棱鏡 (1)構造：截面為_的棱鏡叫全反射棱鏡。 (2)光學特性： 當光垂直

2、于截面的直角邊射入棱鏡時，光在截面的斜邊上發(fā)生_，光射出棱鏡時，傳播方向改變了_。 當光垂直于截面的斜邊射入棱鏡時，在兩個直角邊上各發(fā)生一次_，使光的傳播方向改變了_。,全反射的應用,等腰直角三角形,全反射,90,全反射,180,(3)主要優(yōu)點 光垂直于它的一個界面射入后，都會在其內部發(fā)生_，與平面鏡相比，它的反射率_。 反射面不必涂敷任何反光物質，反射時_。,全反射,很高,失真小,2光導纖維 (1)原理：利用了光的_。 (2)構造：光導纖維是一種透明的玻璃纖維絲，直徑只有1100m左右，如圖所示。它是由內芯和外套兩層組成，內芯的折射率_外套的折射率，光由一端進入，在內芯和外套的界面上經多次_

3、，從另一端射出。 (3)主要優(yōu)點：容量大、_損耗小、抗干擾能力強、_等。,全反射,大于,全反射,能量,保密性好,判一判 (1)水的密度大于酒精的密度，水是光密介質。( ) (2)光從水中射入空氣中時一定能發(fā)生全反射。( ) (3)光從玻璃射入水中時能發(fā)生全反射。( ) (4)水或玻璃中的氣泡看起來特別亮，就是因為光從水或玻璃射向氣泡時，在界面發(fā)生了全反射。( ) (5)只要入射角足夠大，就能發(fā)生全反射。( ),選一選 (多選)透明的水面上有一圓形荷葉，葉梗直立在水中，緊靠葉梗有一條小魚，在岸上的人恰能看到小魚，則( ) A當小魚潛深點時，人就看不見它 B當小魚潛深點時，人照樣能看見它 C當小魚

4、上浮點時，人就看不見它 D當小魚上浮點時，人照樣看見它 解析：小魚下潛一點后，它的入射角變小，光線能折射出水面，人能看到魚，同理，魚上浮一點，入射角大于臨界角，發(fā)生全反射，所以，B、C正確，A、D錯誤。,BC,想一想 夏季的早晨，從某一方向看植物葉子上的露珠會格外明亮，玻璃中的氣泡從側面看也是特別明亮，這是什么道理呢？ 解析：光照射露珠或經玻璃照射氣泡時，一部分光會發(fā)生全反射，有更多的光反射到人的眼晴中，光的能量大了，人就會感覺特別明亮。,課 內 探 究,如圖所示，光由玻璃斜射向空氣，若逐漸增加入射角，當入射角增大到一定程度后將出現(xiàn)折射光消失的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象叫作全反射。請問：要想出現(xiàn)這種現(xiàn)象必

5、需具備什么條件？ 提示：光從光密介質射入光疏介質 入射角大于或等于臨界角,探究一 全 反 射,1對光疏介質和光密介質的理解 (1)相對性 光疏介質和光密介質是相對而言的，并沒有絕對的意義。例如：水晶(n1.55)對玻璃(n1.5)是光密介質，而對金剛石來說(n2.427)，就是光疏介質。同一種介質到底是光疏介質還是光密介質，是不確定的。 (2)與介質密度無關 光疏和光密是從介質的光學特性來說的，并不是它的密度大小。例如，酒精的密度比水小，但酒精和水相比酒精是光密介質。,(3)光疏介質和光密介質的比較,(3)產生全反射現(xiàn)象的條件 光從光密介質射到它與光疏介質的界面上。 入射角等于或大于臨界角。

6、(4)全反射現(xiàn)象中的能量分配關系 折射角隨入射角的增大而增大，折射角增大的同時，折射光線的強度減弱，即折射光線的能量減小，亮度減弱，而反射光線增強，能量增大，亮度增加。 當入射角增大到某一角度時(即臨界角)，折射光能量減到零，入射光的能量全部反射回來，這就是全反射現(xiàn)象。,(5)不同色光的臨界角 不同顏色的光由同一介質射向空氣或真空時，頻率越高的光的臨界角越小，越易發(fā)生全反射。,(河南省天一大聯(lián)考20172018學年高二下學期段考)如圖所示，直角三棱鏡ABC的斜邊AB長為L，C90，A(未知)，一束單色光從斜邊上某點(非中點)垂直入射到棱鏡中，已知棱鏡折射率為n2，單色光在真空中的傳播速度為c，

7、,解題指導：分析光的全反射時，關鍵是根據(jù)臨界條件畫出發(fā)生全反射時的光路圖，再利用幾何知識分析邊角關系。當發(fā)生全反射時，仍遵循光的反射定律及光的可逆性。,對點訓練1 如圖是在高山湖泊邊拍攝的一張風景照片，湖水清澈見底，近處湖面水下的景物(石塊、砂礫等)都看得很清楚，而遠處只看到對岸山峰和天空的倒影，水面下的景物則根本看不到。下列說法中正確的是( ),C,A遠處山峰的倒影非常清晰，是因為山峰的光線在水面上發(fā)生了全反射 B光線由水射入空氣，光的波速變大，波長變小,C遠處水面下景物的光線射到水面處，入射角很大，可能發(fā)生了全反射，所以看不見 D近處水面下景物的光線射到水面處，入射角較小，反射光強而折射光

8、弱，因此有較多的能量射出水面而進入人眼中,解析：遠處山峰的倒影非常清晰，是因為山峰的光線在水面上發(fā)生了反射，但不是全反射，因為全反射只有光從光密介質射入光疏介質時才可能發(fā)生，故A錯誤。光線由水射入空氣，光的波速變大，頻率不變，由波速公式vf知波長變大，故B錯誤。遠處水面下景物的光線射到水面處，入射角很大，當入射角大于等于全反射臨界角時能發(fā)生全反射，光線不能射出水面，因而看不見，故C正確。近處水面下景物的光線射到水面處，入射角較小，反射光較弱而折射光較強，射出水面而進入人眼睛中的能量較多，故D錯誤。,如圖所示，自行車后面有尾燈，它雖然本身不發(fā)光，但在夜間行駛時，從后面開來的汽車發(fā)出的強光照在尾燈

9、上，會有較強的光被反射回去，使汽車司機注意到前面有自行車。那么自行車的尾燈利用了什么原理？ 提示：利用了全反射的原理。,探究二 全反射的應用,1全反射棱鏡 橫截面是等腰直角三角形的棱鏡是全反射棱鏡。它在光學儀器里，常用來代替平面鏡，改變光的傳播方向。光通過全反射棱鏡時的幾種方式：,2光導纖維 (1)光導纖維：用光密介質制成的用來傳導光信號的纖維狀的裝置。 (2)光纖原理：“光纖通信”利用了全反射原理。 實際用的光導纖維是非常細的特制玻璃絲，一定程度上可以彎折，直徑只有幾微米到一百微米之間，由內芯和外套組成。 如圖所示，內芯的折射率比外套的大，光傳播時在內芯與外套的界面上發(fā)生全反射，使反射光的能

10、量最強，實現(xiàn)遠距離傳送。,(3)光纖的應用：攜帶著數(shù)碼信息、電視圖像、聲音等的光信號沿著光纖傳輸?shù)胶苓h的地方，實現(xiàn)光纖通信。,由于激光是亮度高、平行度好、單色性好的相干光，所以光導纖維中用激光作為高速傳輸信息的載體。要使射到粗細均勻的圓形光導纖維一個端面上的激光束都能從另一個端面射出，而不會從側壁“泄漏”出來，光導纖維所用材料的折射率至少應為多少？,解題指導：準確理解光纖傳導的原理，利用全反射臨界角計算。,對點訓練2 空氣中兩條光線a和b從虛框左側入射，分別從方框下方和上方射出，其框外光線如圖1所示。虛框內有兩個折射率n1.5的玻璃全反射棱鏡。圖2給出了兩棱鏡四種放置方式的示意圖，其中能產生圖1效果的是( ),B,素 養(yǎng) 提 升,解決全反射問題的基本思路,