全反射【知识精讲+拓展提升+迁移训练】高二物理（人教版2019选择性必修第一册）

2 全反射高二物理（人教版2019）选择性必修 第一册第四章 光观察与思考：为什么露珠会晶莹剔透呢？新课引入全反射01全反射棱镜02学习目标光导纤维03复习与回顾：1.折射定律：折射光线与入射光线、法线在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。n12与入射角、折射角大小无关，只与两种介质的性质有关新课讲授复习与回顾：2.折射率：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率。新课讲授或思考与讨论：1.真空与某种介质相比较，谁的折射率大？新课讲授2.光在真空中的传播速度和介质中的传播速度，谁大？3.光从真空射向介质时，入射角和折射角谁大？反之，光从介质射向真空，二者谁大？介质水玻璃金刚石折射率n1.331.51.9n2.424.参考下表，根据刚才的讨论，如果光从玻璃射向金刚石，入射角和折射角谁大？如果光从金刚石射向玻璃，入射角和折射角谁大？1.光疏介质:两种介质中折射率较小的介质叫做光疏介质.2.光密介质:两种介质中折射率较大的介质叫做光密介质.一、全反射3.注意:“光密介质”和“光疏介质”是相对而言的，对其界定是以折射率为依据的。新课讲授新课讲授观察全反射现象（1）折射角逐渐 ；（2）折射光线亮度逐渐 ；（3）反射角逐渐 ；（4）反射光线亮度逐渐 ；（5）当入射角增大到某一角度时，折射光线 ，所有光线全部反射。当光从玻璃射向空气，随着入射角的逐渐增大的过程中：增大减弱增大增强消失新课讲授实验现象：5.临界角：当光从光密介质射入光疏介质时，折射角等于900角时的入射角叫做临界角。用C表示。新课讲授一、全反射4.全反射：当光从光密介质射入光疏介质时，入射角逐渐增大到某一角度，光线全部被反射回原光密介质的现象。新课讲授思考与讨论：1.光由光密介质射入光疏介质时，一定发生全反射吗？发生全反射现象的条件是什么？2.由于不同介质的折射率不同，在光从介质射向空气时，发生全反射的临界角是不一样的，怎样计算光从折射率为n的某种介质射向空气发生全反射的临界角C？5.发生全反射的条件：(1)光从光密介质射入光疏介质；(2)入射角等于或大于临界角6.临界角C 的大小：界面界面真空真空 介质介质法线法线C由折射率可得：新课讲授一、全反射临界角的正弦值：【例题】在潜水员看来，岸上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里，为什么？这个圆锥的顶角是多大？新课讲授新课讲授全反射棱镜新课讲授二、全反射棱镜1.结构：横截面为等腰直角三角形。新课讲授二、全反射棱镜2.作用：改变光的方向，可使光的传播方向改变90或1803.特点：当光垂直于它的任意一个界面射入后，都会在其内部发生全反射，与平面镜相比，它的反射率很高。反射面不必涂敷任何反光物质。二、全反射棱镜新课讲授二、全反射棱镜新课讲授望远镜潜望镜4.应用：新课讲授观察光在弯曲的有机玻璃中传播的路径新课讲授观察光在光导纤维中的传播实验3.优点：容量大、衰减小、抗干扰性强三、光导纤维1.原理：利用全反射原理2.构造：由折射率较高的玻璃内芯和折射率较低的外层透明介质组成，因为内芯的折射率比外套的大，所以，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射。新课讲授三、光导纤维4.应用：医用内窥镜光纤通讯新课讲授新课讲授做一做：水流导光课堂小结1红、黄、绿三种单色光以相同的入射角从水中射向空气，若黄光在界面上恰好发生全反射，则下列判断正确的是（）A绿光不能发生全反射B红光一定能发生全反射C黄光在水中的波长比红光在水中的波长长D这三种单色光相比，红光在水中传播的速率最大D课堂练习课堂练习2如图所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度相同的光线，均由空气沿半圆半径方向射入玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置。下列说法正确的是（）A假若三条光线中只有一条在O点发生了全反射，那一定是aO光线B假若光线bO能发生全反射，那么光线cO一定能发生全反射C假若光线bO能发生全反射，那么光线aO一定不能发生全反射D假若光线aO恰能发生全反射，那么光线bO的反射光线比光线cO的反射光线的亮度小课堂练习A【答案】A【详解】A根据题意，三条光线颜色相同，强度相同，所以三条光线所对应的折射率相同，当其恰好发生全反射时，临界角相同，由图可知，aO光线的入射角最大，当入射角达到临界角时，恰好发生全反射，故A正确；BC若bO光线发生全反射，则aO一定发生全反射，但是cO不一定发生全反射，故BC错误；D若aO恰好发生全反射，则bO和cO不会发生全反射，其反射光线的亮度相同，故D错误。故选A。课堂练习3空气中两条光线a和b从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图所示。方框内有两个折射率n=1.5的玻璃全反射棱镜。下列选项中给出了两棱镜四种放置方式的示意图，其中能产生上述效果的是()B课堂练习课堂练习4光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播以下关于光导纤维的说法正确的是（）A内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射B内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射C内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射D内芯的折射率与外套相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用A课堂练习【答案】A【详解】发生全反射的条件是光由光密介质射入光疏介质，所以内芯的折射率大，且光传播在内芯与外套的界面上发生全反射。故选A。课堂练习本节课结束谢谢聆听