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1、第二节全反射第二节全反射课前自主学案课前自主学案核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课标定位课标定位知能优化训练知能优化训练 第第二二节节全全反反射射课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.知道光疏介质、光密介质、全反射、临知道光疏介质、光密介质、全反射、临界角的概念界角的概念2能判断是否发生全反射，能计算有关问题并能解能判断是否发生全反射，能计算有关问题并能解释全反射现象释全反射现象重点难点：重点难点：1.解释全反射现象，发生全反射时临界角解释全反射现象，发生全反射时临界角的计算的计算2能判断是否发生全反射，并能进行相关计算能判断是否发生全反射，并能进行相关计算课前自主学案前自主
2、学案一、全反射一、全反射1光疏介质和光密介质光疏介质和光密介质两两种种介介质质相相比比较较，折折射射率率小小的的介介质质叫叫_介介质质,折射率大的介质叫折射率大的介质叫_介质介质说明：光密介质和光疏介质是相对的说明：光密介质和光疏介质是相对的光疏光疏光密光密光密光密入射入射90光疏光疏(3)发生全反射的条件发生全反射的条件光线从光线从_介质射入介质射入_介质介质入射角入射角_临界角临界角二、全反射棱镜二、全反射棱镜横横截截面面是是_的的棱棱镜镜叫叫全全反反射射棱棱镜镜，全全反反射射棱棱镜镜是是一一种种特特殊殊的的棱棱镜镜，在在光光学学仪仪器器中中用用来来改变光的方向改变光的方向光密光密光疏光疏
3、大于或等于大于或等于等腰直角三角形等腰直角三角形三、光导纤维三、光导纤维1光光导导纤纤维维是是非非常常细细的的特特制制玻玻璃璃丝丝，直直径径只只有有几几微微米米到到一一百百微微米米之之间间，光光导导纤纤维维对对光光有有传传导导作作用用，是是利利用用了了光光的的_原原理理，光光传传播播时时在在内内芯芯和和外外套的界面上发生套的界面上发生_2光光纤纤通通信信的的主主要要优优点点是是容容量量大大、衰衰减减小小、抗抗干干扰性强扰性强全反射全反射全反射全反射核心要点突破核心要点突破一、对全反射的理解一、对全反射的理解1从能量角度看，光在两种介质分界面上发生反射从能量角度看，光在两种介质分界面上发生反射和
4、折射时，若不计介质的吸收，入射光能量会分配和折射时，若不计介质的吸收，入射光能量会分配成反射和折射两部分，其中反射光能量随着入射角成反射和折射两部分，其中反射光能量随着入射角的增大而增强，折射光能量则随着入射角的增大而的增大而增强，折射光能量则随着入射角的增大而减弱当发生全反射时，折射光能量等于零，入射减弱当发生全反射时，折射光能量等于零，入射光能量完全转化为反射光的能量因此，当入射角光能量完全转化为反射光的能量因此，当入射角越小时折射光越强，而反射光越弱这正是我们看越小时折射光越强，而反射光越弱这正是我们看水底处物体时感到垂直下视时看得最清楚，而斜视水底处物体时感到垂直下视时看得最清楚，而斜
5、视时感到有些模糊的原因时感到有些模糊的原因即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1(2011年年南南昌昌高高二二检检测测)全全反反射射是是自自然然界界里里常常见见的的现象，下列与全反射相关的说法正确的是现象，下列与全反射相关的说法正确的是()A光光只只有有从从光光密密介介质质射射向向光光疏疏介介质质时时才才能能发发生生全全反射反射B如如果果条条件件允允许许，光光从从光光疏疏介介质质射射向向光光密密介介质质时时也可能发生全反射也可能发生全反射C发发生生全全反反射射时时，折折射射光光线线完完全全消消失失，反反射射光光的能量几乎等于入射光的能量的能量几乎等于入射光的能量D只有在入射
6、角等于临界角时才能发生全反射只有在入射角等于临界角时才能发生全反射答案：答案：AC二、全反射特例分析二、全反射特例分析1“海市蜃楼海市蜃楼”由由于于空空中中大大气气的的折折射射和和全全反反射射，会会在在空空中中出出现现“海海市市蜃蜃楼楼”在在海海面面平平静静的的日日子子，站站在在海海滨滨，有有时时可可以以看看到到远远处处的的空空中中出出现现了了高高楼楼耸耸立立、街街道道棋棋布、山峦重叠等景象布、山峦重叠等景象(1)气气候候条条件件：当当大大气气比比较较平平静静且且海海面面与与上上层层空空气气温温差差较较大大时时，空空气气的的密密度度随随温温度度的的升升高高而而减减小小，对对光光的的折折射射率率
7、也也随随之之减减小小因因海海面面上上的的空空气气湿湿度度比比空空中中低低，空空气气的的下下层层比比上上层层折折射射率率大大我我们们可可以以粗粗略略地地把把空空中中的的大大气气分分成成许许多多水水平平的的空空气气层层，如图如图1321所示所示图图1321(2)光光路路分分析析：远远处处的的景景物物反反射射的的光光线线射射向向空空中中时时，不不断断被被折折射射，射射向向折折射射率率较较小小的的上上一一层层的的入入射射角角越越来来越越大大，当当光光线线的的入入射射角角大大到到等等于于临临界界角角时时，就就会会发发生生全全反反射射现现象象，光光线线就就会会从从高高空空的的空空气气层层通通过过空空气气的
8、的折折射射逐逐渐渐返返回回折折射射率率较较大的下一层大的下一层(3)虚虚像像的的形形成成：当当光光线线进进入入人人的的眼眼睛睛时时，人人总总认认为为光光是是从从反反向向延延长长线线方方向向发发射射而而来来的的，所所以以地地面面附附近近的的观观察察者者就就可可以以观观察察到到虚虚像像且且虚虚像像成成像像在在远远处处的的半半空空中中，这这就就是是海海市市蜃蜃楼楼的的影影像像如如图图1322所所示示图图13222“沙漠蜃景沙漠蜃景”(1)气气候候条条件件：夏夏天天在在沙沙漠漠里里也也会会看看到到蜃蜃景景，太太阳阳照照到到沙沙地地上上，接接近近沙沙面面的的热热空空气气层层比比上上层层空空气气的的密密度
9、度小，折射率也小小，折射率也小(2)光光路路分分析析：从从远远处处物物体体射射向向地地面面的的光光线线，进进入入折折射射率率小小的的热热空空气气层层时时被被折折射射，入入射射角角逐逐渐渐增增大大，也也可能发生全反射可能发生全反射(3)虚虚像像的的形形成成：人人们们逆逆着着反反射射光光线线看看去去，就就会会看看到到远远处处物物体体的的倒倒影影(图图1323)，仿仿佛佛是是从从水水面面反反射射出出来来的的一一样样沙沙漠漠里里的的行行人人常常被被这这种种影影像像所所迷迷惑惑，以以为为前前方方有有水水源源而而奔奔向向前前去去，但但总总是是可可望望而不可及而不可及图图1323特特别别提提醒醒：(1)“沙
10、沙漠漠蜃蜃景景”和和“海海市市蜃蜃楼楼”虽虽然然都都是是由由空空中中大大气气对对光光线线的的折折射射和和全全反反射射形形成成的的，但但因因空空气气折折射射率率大大小小分分布布有有所所不不同同，使使得得光光线线偏偏折折情情况况有有所所不不同同(2)“沙沙漠漠蜃蜃景景”是是倒倒立的虚像，而立的虚像，而“海市蜃楼海市蜃楼”是正立的虚像是正立的虚像即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2下列现象中是由于全反射造成的是下列现象中是由于全反射造成的是()A露珠在阳光下格外明亮露珠在阳光下格外明亮B直棒插入水中时，呈现弯折现象直棒插入水中时，呈现弯折现象C海市蜃楼海市蜃楼D在在炎炎热热夏夏
11、天天的的柏柏油油马马路路上上，远远处处的的路路面面显显得格外明亮得格外明亮解解析析：选选ACD.露露珠珠不不是是球球形形的的，光光线线射射入入后后在在另另一一面面发发生生了了全全反反射射，A对对直直棒棒斜斜插插入入水水中中时时，呈呈现现弯弯折折现现象象属属于于光光的的折折射射，所所以以选选项项A、B错错误误海海市市蜃蜃楼楼属属于于全全反反射射现现象象，所所以以选选项项C正正确确D项项中中的的情情况况与与沙沙漠漠蜃蜃景景类类似似，故故D正确正确课堂互堂互动讲练类类型一型一折射、全反射的判断折射、全反射的判断 如如图图1324所所示示，一一束束光光由由空空气气射射到到透透明明介质的介质的A点，入射
12、角为点，入射角为i，则，则()图图1324例例例例1 1A当当i 足够大时，在足够大时，在A点将发生全反射点将发生全反射 B当当i足足够够大大时时，光光从从球球内内向向外外射射出出时时将将发发生生全反射全反射C无论无论i多大，在多大，在A点都不会发生全反射点都不会发生全反射 D无无论论i多多大大，光光从从球球内内向向外外射射出出时时，都都不不会会发生全反射发生全反射【精讲精析精讲精析】光从光密介质射向光疏介质时才可光从光密介质射向光疏介质时才可能发生全反射，因此光在能发生全反射，因此光在A点由空气进入介质球时，点由空气进入介质球时，肯定不能发生全反射；光从介质球向外射出的入射肯定不能发生全反射
13、；光从介质球向外射出的入射角角i是随着是随着i的增大而增大的，且的增大而增大的，且i的增大只是逐渐接的增大只是逐渐接近临界角，不可能大于临界角近临界角，不可能大于临界角. 原因如下：在图原因如下：在图1325中，对于球上任意一点，球面法线一定过中，对于球上任意一点，球面法线一定过图图1325【答案答案】CD【题题后后反反思思】不不少少同同学学误误认认为为，只只要要入入射射角角足足够够大大，就就能能发发生生全全反反射射由由于于受受折折射射定定律律的的限限制制，折折射角射角r总是小于临界角总是小于临界角C，即在，即在D处不会发生全反射处不会发生全反射变变式式训训练练1如如图图1326所所示示，AB
14、CD是是两两面面平平行行的的透透明明玻玻璃璃砖砖，AB面面和和CD面面平平行行，它它们们分分别别是是玻玻璃璃和和空空气气的的界界面面，设设为为界界面面和和界界面面，光光线线从从界界面面射射入入玻玻璃璃砖砖，再再从从界界面面射射出出，回回到到空空气气中中，如如果改变光到达界面果改变光到达界面时的入射角，则时的入射角，则()图图1326A只只要要入入射射角角足足够够大大，光光线线在在界界面面上上可可能能发发生全反射现象生全反射现象B只只要要入入射射角角足足够够大大，光光线线在在界界面面上上可可能能发发生全反射现象生全反射现象C不不管管入入射射角角多多大大，光光线线在在界界面面上上都都不不可可能能发
15、生全反射现象发生全反射现象D不不管管入入射射角角多多大大，光光线线在在界界面面上上都都不不可可能能发生全反射现象发生全反射现象解解析析：选选CD.在在界界面面光光由由空空气气进进入入玻玻璃璃砖砖，是是由由光光疏疏介介质质进进入入光光密密介介质质，不不管管入入射射角角多多大大，都都不能发生全反射现象，则选项不能发生全反射现象，则选项C正确正确在在界界面面光光由由玻玻璃璃进进入入空空气气，是是由由光光密密介介质质进进入入光光疏疏介介质质，但但是是，由由于于界界面面和和界界面面平平行行，光光由由界界面面进进入入玻玻璃璃后后再再达达到到界界面面，在在界界面面上上的的入入射射角角等等于于在在界界面面上上
16、的的折折射射角角，因因此此入入射射角角总总是是小小于于临临界界角角，因因此此也也不不会会发发生生全全反反射射现现象象，选项选项D也正确也正确例例例例2 2类类型二型二有关临界问题的求解有关临界问题的求解 在在厚厚度度为为d、折折射射率率为为n的的大大玻玻璃璃板板下下表表面面，有有一一个个半半径径为为r的的圆圆形形发发光光面面，为为了了从从玻玻璃璃板板的的上上方方看看不不见见这这个个圆圆形形发发光光面面，可可在在玻玻璃璃板板的的上上表表面面贴贴一块圆形纸片，问所贴纸片的最小半径应为多大？一块圆形纸片，问所贴纸片的最小半径应为多大？图图1327【方方法法总总结结】(1)有有关关范范围围(视视场场)
17、的的问问题题要要善善于于寻寻找找边边界界光光线线，直直接接利利用用边边界界光光线线分分析析即即可可，完完全全没没有必要研究普通光线有必要研究普通光线(2)在在确确定定了了边边界界光光线线后后，要要准准确确利利用用光光的的反反射射或或折射定律进行判断或计算折射定律进行判断或计算类类型三型三涉及全反射的光路问题涉及全反射的光路问题例例例例3 3【答案】【答案】见自主解答见自主解答【方方法法总总结结】求求解解这这一一类类问问题题时时必必须须画画出出正正确确的的光光路路图图，并并且且特特别别注注意意光光从从光光密密介介质质向向光光疏疏介介质质入入射射时时，会会不不会会存存在在全全反反射射现现象象，以以免免出错出错答案：答案：见解析见解析本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进进入入课课件目件目录录按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放谢谢谢谢使用使用
