高二物理（人教版教科版通用）-光的全反射—3 学习任务单

《光的全反射》学习任务单【学习目标】1.能够说出什么是光密介质，什么是光疏介质，会通过折射率或者光在其中传播的速度来比较光密介质和光疏介质。2.通过观察实验，认识光的全反射现象，能够用语言和光路图描述全反射现象，并能说出全反射产生的条件。3.知道什么是介质的临界角，能根据折射定律推导出介质临界角的正弦值与介质折射率的关系，，会运用这一关系进解决实际问题，如利用全反射的临界角求出介质的折射率等。4.了解全反射现象的应用。能够画出全反射棱镜改变光传播方向的光路图，能说出光导纤维的结构，能够阐明光导纤维内芯与外套折射率大小的关系，通过查阅 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 了解光导纤维在生活、技术中的广泛应用。能够利用折射定律和全反射的规律解释海市蜃楼等自然现象。【课前预习任务】 复习 预应力混凝土预制梁农业生态学考研国际私法笔记专题二标点符号数据的收集与整理 光的折射定律和折射率概念，预习光的全反射。【课上学习任务】一、光密介质与光疏介质1.不同介质的折射率不同，我们把折射率较大的介质称为介质，折射率较小的介质称为介质。2.光密介质与光疏介质是的。例如水、水晶和金刚石三种物质相比较，水的折射率是1.33，玻璃的折射率是1.5～1.8，金刚石的折射率是2.42。玻璃对水来说是光密介质，对金刚石来说则是光疏介质。由于真空的折射率为1，因此，任何物质相对真空来说都是介质。4.光疏介质与光密介质比较　折射率光的传播速度光密介质光疏介质观察演示实验：（1）让光沿着半圆形水槽的半径射到水与空气的界面上，在这个界面上会发生反射和折射。逐渐增大入射角，观察反射光线和折射光线的变化。（2）再用橄榄油作为介质，观察一遍。二、光的全反射1.现象：光从光密介质射入光疏介质，逐渐增大入射角，使折射角达到时，折射光完全消失，只剩下光的现象，叫全反射，这时的入射角叫做。2.发生全反射的条件：（1）光从介质进入介质。（2）入射角临界角。三、介质的临界角1.定义：光从射入真空或空气时，使折射角等于90°的角称为临界角，用C表示。思考：不同的介质，由于折射率不同，在空气中发生全反射的临界角是不一样的。请同学们计算折射率为n的某种介质在空气（真空）中发生全反射时的临界角C。2.临界角的计算式：从这个关系式可以看出，介质的折射率越大，发生全反射的临界角越。3.注意问题：（1）公式只适用于从介质射向真空或空气中的情况（2）发生全反射时，依然遵循反射定律【例1】某介质的折射率为1.1，一束光从介质射向空气，入射角为60°，如图所示的哪个光路图是正确的：答案：C【例2】已知光在真空中的传播速度为c   ，在水中的传播速度为v。在平静的湖面上，距水面深h处有一个点光源，在水面上某些区域内，光能从水面射出，这个区域的面积为：B.C.D.答案：A【例3】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？答案：倒圆锥的顶角θ=2C=97.6°【例】如图所示，水面上漂浮着一个直径为d的圆形薄木板，在木板的圆心O处垂直木板插上一根细长的针，当针的长度为h时，从水面上刚好看不到针，则水的折射率为：B.C.D.答案：B四、全反射的应用1.全反射棱镜横截面是棱镜叫全反射棱镜。思考：如果光线垂直AB面入射，它将由哪个面射出，光的传播方向如何改变？如果光线由AC面垂直入射，情况又如何呢？请你画出光路图。2.光导纤维（1）结构特点：。（2）应用：。3.利用全反射解释自然现象海市蜃楼：沙漠蜃景：思考：在炎热的夏天，我们经常看到前方的路面特别明亮，请同学们课后试着用今天所学的知识解释这个现象。《光的全反射》课后练习1．下列说法正确的是：A．因为水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介质B．因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质C．同一束光，在光密介质中的传播速度较大D．同一束光，在光密介质中的传播速度较小2．一束光从介质1进入介质2，如图所示，下列对于1、2两种介质的光学属性判断正确的是：A．介质1是光疏介质B．介质1的折射率大C．光在介质1中传播速度大D．光在介质2中传播速度大3．当光从光密介质射向光疏介质时：A．反射光线的强度随入射角的增大而减小B．折射光线的强度随入射角的增大而减小C．当入射角等于临界角时，折射光线的强度等于零D．当入射角等于零时，反射光线的强度等于零4．关于光纤的说法，正确的是：A．光纤是由高级金属制成的，所以它比普通电线容量大B．光纤是非常细的特制玻璃丝，但导电性能特别好，所以它比普通电线衰减小C．光纤是非常细的特制玻璃丝，由内芯和外套两层组成，光纤是利用全反射原理来实现光的传导的D．在实际应用中，光纤必须呈笔直状态，因为弯曲的光纤是不能传导光的5．下哪些现象是由于光的全反射形成的：A．在岸上能看见水中的鱼B．夜晚，湖面上映出了岸上的彩灯C．夏天，海面上出现的海市蜃楼D．用光导纤维传输光信号6．下列选项为光线由空气进入全反射玻璃棱镜再由棱镜射入空气的光路图．可以发生的是：7．光从介质1通过两种介质的交界面进入介质2的光路如图所示．下列论述：①光在介质1中的传播速度较大；②光在介质2中的传播速度较大；③光从介质1射向两种介质的交界面时，可能发生全反射现象；④光从介质2射向两种介质的交界面时，可能发生全反射现象．其中正确的是：A．只有①③正确B．只有①④正确C．只有②③正确D．只有②④正确8．如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时，下列情况不可能发生的是：9．一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法中正确的是：A．此介质的折射率等于1.5B．此介质的折射率等于C．入射角小于45°时可能发生全反射现象D．入射角小于30°时可能发生全反射现象10．如图所示，ABCD是两面平行的透明玻璃砖，AB面和CD面是玻璃和空气的界面，分别设为界面Ⅰ和界面Ⅱ.光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则：A．只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象B．只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象C．不管入射角多大，光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象D．不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象《光的全反射》课后练习参考答案1．答案：BD解析：因为水的折射率为1.33，酒精的折射率为1.36，所以水对酒精来说是光疏介质；由v＝可知，光在光密介质中的速度较小．2．答案：BD解析：光线从介质1射入介质2，从光路图可以看出入射角为：i＝90°－60°＝30°，折射角为：r＝90°－15°＝75°，入射角小于折射角，说明介质1是光密介质，折射率大，选项B正确，A错误；由n＝可知光在介质2中的传播速度大，选项C错误，D正确．3．答案：BC解析：反射光的能量随入射角增大而增大，折射光的能量随入射角的增大而减小，当入射角等于临界角时，从光密介质射向光疏介质中的光线恰好发生全反射，故折射光线的强度等于零．4．答案：C解析：光导纤维的作用是传导光，它是直径为几微米到一百微米之间的特制玻璃丝，且由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大．载有声音、图像及各种数字信号的激光传播时，在内芯和外套的界面上发生全反射，光纤具有容量大、衰减小、抗干扰能力强、传播速率高等特点．在实际应用中，光纤是可以弯曲的．所以，正确选项是C．5．答案CD6．答案：A解析：光垂直等腰直角三角形的某直角边射入玻璃棱镜时，在斜边发生全反射，故A正确．7．答案：B解析：由图可知，介质1的折射率小于介质2的折射率．由n＝可知，折射率越大，光在其中的传播速度越小，①正确，②错误；由全反射的条件可知，③错误，④正确．8．答案：A解析：当光由空气射向玻璃的界面时，折射角小于入射角，选项A错误，B正确；当光由玻璃射向空气的界面时，折射角大于入射角；若入射角大于等于临界角，则发生全反射，只有反射光线，没有折射光线，选项C、D都有可能．9．答案：B解析：由折射定律n＝，得介质的折射率n＝＝，选项A错误，B正确；因为光从空气射向介质，无论入射角满足什么条件都不能发生全反射现象，选项C、D错误．10．答案：CD解析：在界面Ⅰ光由空气进入玻璃砖，是由光疏介质进入光密介质，不管入射角多大，都不能发生全反射现象，则选项C正确，A错误；在界面Ⅱ光由玻璃进入空气，是由光密介质进入光疏介质，但是，由于界面Ⅰ和界面Ⅱ平行，光由界面Ⅰ进入玻璃后再到达界面Ⅱ，在界面Ⅱ上的入射角等于在界面Ⅰ上的折射角，入射角总是小于临界角，因此也不会发生全反射现象，选项D也正确，B错误．