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1、第四章第四章 光及其应用光及其应用学习目标物理与STSE1知道什么是光疏介质和光密介质，理解它们具有相对性2理解全反射现象，掌握临界角的概念和全反射的条件3利用全反射条件，应用临界角公式解答相关问题4了解光导纤维的工作原理和应用海市蜃楼是由于 玻璃中的气泡看光的折射和部分 起来比较亮，是全反射形成的 光在玻璃的表面 发生全反射形成的知识点一光的全反射现象1光疏介质和光密介质(1)光疏介质：折射率较小(选填“大”或“小”)的介质(2)光密介质：折射率较大(选填“大”或“小”)的介质(3)光疏介质与光密介质是相对(选填“相对”或“绝对”)的2全反射现象(1)全反射：光从光密介质射入光疏介质时，折射
2、角大于入射角且随入射角增大而增大当入射角增大到一定角度，折射角将变成90，继续增大入射角，折射角将大于90，此时入射光线全部被反射回折射率较大的介质中，这种现象称为光的全反射(2)临界角：刚好发生全反射，即折射角等于90时的入射角3全反射发生的条件(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知识点二光导纤维的工作原理和应用1原理：利用了光的全反射2构造：简称光纤由纤芯和包层组成包层的折射率比纤芯的小，光传播时在纤芯与包层的界面上发生全反射3光纤通信的优点是容量大、衰减小、抗干扰性强等 核心素养物理观念 光疏介质、光密介质、全反射现象和光导纤维科学思维利用全反射条件，应用临界角公式
3、解答相关问题，以及解释自然界中的一些全反射现象科学探究采用实验观察、猜想、验证、归纳的方法得出全反射现象的发生条件、临界角概念等科学态度与责任体验从实验、观察、分析、比较等获取知识的成功喜悦，从而培养学生热爱实验、勤于思考、乐于探究的科学品质2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的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射D内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用解析：光导
4、纤维内芯的折射率大于外套的折射率，光由内芯射向外套时，在其界面处发生全反射，从而使光在内芯中传播，A正确答案：A探究一全反射1全反射现象(1)全反射的条件：光由光密介质射入光疏介质入射角大于或等于临界角(3)从能量角度来理解全反射：当光从光密介质射入光疏介质时，随着入射角增大，折射角也增大同时折射光线强度减弱，能量减小，反射光线强度增强，能量增加，当入射角达到临界角时，折射光线强度减弱到零，反射光线的能量等于入射光线的能量2不同色光的临界角：由于不同颜色(频率不同)的光在同一介质中的折射率不同频率越大的光，折射率也越大，所以不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时，频率越大的光的临界角越小，越易
5、发生全反射【典例1】如图，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO表示光轴(过球心O与半球底面垂直的直线)已知玻璃的折射率为1.5.现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线)求：(1)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；解答全反射类问题的技巧(1)光必须从光密介质射入光疏介质(2)入射角大于或等于临界角(3)利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键，且在作光路图时比例与实际相符，这样更有利于问题的分析1用激光笔照射光具盘上的半圆形玻璃砖，观察到的现象如图所示以下说法正确的是()2(2022
6、辽宁卷)完全失重时，液滴呈球形，气泡在液体中将不会上浮.2021年12月，在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中，航天员向水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球如图所示，若气泡与水球同心，在过球心O的平面内，用单色平行光照射这一水球下列说法正确的是()A此单色光从空气进入水球，频率一定变大B此单色光从空气进入水球，频率一定变小C若光线1在M处发生全反射，光线2在N处一定发生全反射D若光线2在N处发生全反射，光线1在M处一定发生全反射3.由物镜、转像系统和目镜等组成的光学潜望镜最早应用于潜艇，直角三棱镜是转像系统的重要部件如图所示，ABC是等腰直角三棱镜，一束单色光沿平行于其底边BC的方向射向
7、直角边AB，光束进入棱镜后直接射到另一直角边AC时，刚好能发生全反射已知光在真空中的传播速度为c.求：(1)该三棱镜对此单色光的折射率n；(2)此单色光在该三棱镜中的传播速度v.解析：(1)作出光路图如图所示探究二光导纤维1构造及传播原理(1)构造：光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝，直径只有几微米到一百微米，如图所示，它是由内芯和外套两层组成的，内芯的折射率大于外套的折射率(2)传播原理：光由一端进入，在两层的界面上经过多次全反射，从另一端射出光导纤维可以远距离传播光信号，光信号又可以转换成电信号，进而变为声音、图像【典例2】如图所示是一段光导纤维的简化图，光纤总长为L，已知光从左端射入光纤，在光纤的侧面上恰好能发生全反射若已知该光纤的折射率为n，光在真空中传播速度为c，求：
