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1、2019-2020年高二物理《光的全反射》學(xué)案
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1、理解光的全反射現(xiàn)象;
2、掌握臨界角的概念和發(fā)生全反射的條件;
3、了解全反射現(xiàn)象的應(yīng)用
【自主學(xué)習(xí)】
一、溫故知新:
1、折射定律的內(nèi)容:
2、折射率n的表達(dá)式:
二、預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué):
1、完成下列光路圖
光從空氣進(jìn)入水中,折射角 入射角;
光從水進(jìn)入空氣中,折射角 入射角.
比較:水和空氣介質(zhì),的折射率大。
水和水晶介質(zhì),的折射率大。
2、光疏介質(zhì)、光密介質(zhì):
兩種介質(zhì)相比較,折射率 ―的介質(zhì)叫做光疏介質(zhì),折射率 ―的介質(zhì)叫做光密介質(zhì)。
水相對(duì)空氣, 是光密介質(zhì), 光疏介質(zhì)。
水晶相對(duì)
2、水, 是光密介質(zhì), 光疏介質(zhì)。
3、思考:光從光密介質(zhì)射入光疏光疏介質(zhì),當(dāng)入射角不 斷增大,會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?
【合作探究】
一、全反射:
1、觀察思考:光從玻璃到空氣時(shí)不斷增加入射角時(shí),有哪些變化?
發(fā)現(xiàn):折射角 入射角;入射角增大,折射角 ;
折射光線變 ,反射光線變 ;
先達(dá)到90度,消失,此時(shí)只剩下 。
總結(jié):光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí),若入射角增大到某一角度, 光線就會(huì) 消失,只剩下 光線的現(xiàn)象叫全反射。 2、討論:發(fā)生全發(fā)射的條件?
問題1:如果光從空氣到玻璃能否發(fā)生全反射?為什么?
問題2:如果光從玻璃到空氣一定發(fā)生全反射嗎?為什么?
總結(jié):發(fā)生全反射的兩個(gè)
3、條件:光從 介質(zhì)射入 介質(zhì);
入射角 臨界角。
3、如何計(jì)算臨界角?
總結(jié):臨界角與折射率的關(guān)系:公式
介質(zhì)的折射率越 ,發(fā)生全反射的臨界角就越小,越 發(fā)生全反射。 二、全反射應(yīng)用
1、光導(dǎo)纖維:
原理:
構(gòu)造特點(diǎn):雙層,內(nèi)芯材料的折射率比外套材料的折射率 。
優(yōu)點(diǎn):容量大、衰減小、抗干擾能力強(qiáng)。
應(yīng)用:光纖通信、醫(yī)用胃鏡等。
2、全反射棱鏡:
截面為 三角形的棱鏡。當(dāng)光 于它的 一個(gè)界面射入后,都會(huì)在其內(nèi)部
發(fā)生,與平面鏡相比,它的 高,幾乎達(dá)到100%
3、現(xiàn)象解釋:
(1)晴朗的夏日,海邊能看到“海市蜃樓”;
(2)晴朗的夏日,沙漠中能看到“綠洲”和水
4、。
【鏈接高考】 ;?、
(2010山東高考):.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形狀, 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。 I I
①求該玻璃棒的折射率。 "一'
②若將入射光向 N端平移,當(dāng)?shù)谝淮紊涞交∶?EF上時(shí) ,
(填“能” “不能”或“無法確定能否”)發(fā)生全反 射。
【自主小結(jié)】
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),我們有哪些收獲?
【目標(biāo)達(dá)成】
1、光在某種介質(zhì)中的傳播,介質(zhì)的折射率為2,若要使光從此介質(zhì)射向真空時(shí)發(fā)生全反射,
則入射
5、角不可能的值是:[]
A.150 B. 30 0 C.45 0 D.60 °
2、某介質(zhì)的折射率為
42 , 一束光從介質(zhì)射向空氣,入射角為 60。,如圖所示的哪個(gè)光路
圖是正確的?[ ]
3、劣質(zhì)的玻璃中往往含有氣泡 .這些空氣泡看上去比較亮 ,對(duì)這一現(xiàn)象有下列不同的解釋
其中正確的是( )
A空氣泡對(duì)光線有聚集作用,因而較亮..
B.空氣泡對(duì)光線有發(fā)散作用.因而較亮.
C.從空氣泡到達(dá)玻璃的界面處的光一部分發(fā)生全反射 ,因而較亮.
D.從玻璃到達(dá)空氣泡的界面處的光一部分發(fā)生全反射 ,因而較亮.
4、如圖所示,一束光以45。的入射角從空氣投射到三棱鏡的一
6、個(gè)側(cè)面上,在棱鏡上發(fā)生折
射,折射光線與棱鏡該側(cè)面成 60。角,并在棱鏡另一側(cè)面上恰好發(fā)生全反射。
由此可知,該棱鏡材料的折射率為
?
該棱鏡的頂角0的大小為
【提升能力】
5.一束光從空氣射向折射率為 n= 拒 的某種玻璃的表面,如圖所示,i代表入射角,則:
A.當(dāng)i >450時(shí)會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象
B.無論入射角是多大,折射角都不會(huì)超 450
C.欲使折射角7=30 °應(yīng)以i=45 °的角度入射
D.當(dāng)入射角i=arctan 五時(shí),反射光線跟折射光線恰好互相 垂直
6 .如圖所示,一束平行光垂直射向半圓形玻璃磚的底邊上, 已知玻璃的臨界角為
7、45° ,請(qǐng)找出從玻璃磚半圓側(cè)面射出光 線的范圍?
7 .如圖所示,一透明塑料棒的折射率為 n,光線由棒的一端面射 入, 當(dāng)入射角i在一定范圍內(nèi)變化時(shí), 光將全部從另一端面射?出。當(dāng)入射角 為i為多少時(shí),光在棒的內(nèi)側(cè)面恰好發(fā)生全反射 ?
8 .一束單色光由左側(cè)時(shí)的清水的薄壁圓柱,圖為過軸線的截面圖,調(diào)
整入射角“,光線恰好在不和空氣的界面上發(fā)生全反射,已知水的折
…,4 "”
射率為一,a的正弦值。
9、(2010 ?全國高考)如圖所示,一個(gè)三棱鏡的
面所在平面內(nèi)的光線沿平行于 BC邊的方向射到 截面為等月^直角△ ABG /A為直角.此截 ab邊,進(jìn)入棱鏡后直接射到 AC邊上,并剛
好能發(fā)生全反射。該棱鏡材料的折射率為
(填入正確選項(xiàng)前的字母)
B.
A.二
D.
C.. 2