4.2全反射學習目標1.知道光疏介質(zhì)、光密介質(zhì)、全反射、臨界角的概念，認識全反射。2.知道全反射棱鏡及其應用，了解光導纖維工作原理及光纖技術(shù)的影響。3.能判斷是否發(fā)生全反射，能計算有關(guān)問題，并能解釋全反射現(xiàn)象。【合作學習·難點探究】任務一、區(qū)分光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)1.光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是______的．例如：水、空氣和玻璃三種物質(zhì)相比較，水對空氣來說是光密介質(zhì)，而水對玻璃來說是光疏介質(zhì)。2.光在光密介質(zhì)中傳播速度______，在光疏介質(zhì)中傳播速度______。3.光疏與光密就是密度嗎？總結(jié)：1.光若從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)時，折射角大于入射角；反之，光由光疏介質(zhì)進入光密介質(zhì)時，折射角小于入射角。2．光疏和光密是從介質(zhì)的光學特性來說的，并不是它的密度大小。例如，酒精的密度比水小，但酒精和水相比酒精是光密介質(zhì)。3．光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)的比較。光的速度折射率光疏介質(zhì)大小光密介質(zhì)小大【例1】下列說法中正確的是()。A．因為水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介質(zhì)B．因為水的折射率小于酒精的折射率，所以水對酒精來說是光疏介質(zhì)C．同一束光，在光密介質(zhì)中的傳播速度較大D．同一束光，在光密介質(zhì)中的傳播速度較小任務二、理解全反射1．定義：光從介質(zhì)射入介質(zhì)時，若入射角增大到某一角度，使達到90°時，光線完全消失，只剩下光線的現(xiàn)象。2．臨界角：剛發(fā)生全反射，即折射角等于90°時的，用字母表示。3．全反射的條件：(1)光從介質(zhì)射入介質(zhì)；(2)入射角臨界角。4．試由折射定律推導：光有某種介質(zhì)射入真空（或空氣）時，臨界角與折射率的關(guān)系?？偨Y(jié)：臨界角與折射率的關(guān)系：光由介質(zhì)射入空氣(或真空)時，。【例2】(多選)下列選項所示光線由空氣透過半圓形玻璃磚，再射入空氣的光路圖中，正確的是(玻璃的折射率為1.5)()【針對性訓練1】(多選)一束光從空氣射向折射率n＝eq\r(2)的某種玻璃的表面，如圖所示．θ1代表入射角，則A．當θ1>45°時會發(fā)生全反射現(xiàn)象B．無論入射角θ1是多大，折射角θ2都不會超過45°C．當入射角θ1＝45°時，折射角θ2＝30°D．當入射角θ1＝60°時，反射光線與折射光線垂直任務三、全反射的應用1.全反射棱鏡：截面為等腰直角三角形的棱鏡，當光垂直射入玻璃時，光線不發(fā)生偏折，但在玻璃內(nèi)部，光射向玻璃與空氣的界面時，入射角臨界角，發(fā)生全反射。這種棱鏡在光學儀器中可用來改變光的方向，如雙筒望遠鏡中的全反射棱鏡等。2.光導纖維：由折射率的內(nèi)芯和折射率的外套組成，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生。如果把光導纖維聚集成束，使纖維在兩端排列的相對位置一樣，圖像就可以從一端傳到另一端，醫(yī)學上用這種光纖制成內(nèi)窺鏡。[例3]華裔科學家高錕被譽為“光纖通訊之父”．光纖通訊中信號傳播的主要載體是光導纖維，它的結(jié)構(gòu)如圖所示，其內(nèi)芯和外套材料不同，光在內(nèi)芯中傳播．內(nèi)芯的折射率比外套的________，光傳播時在內(nèi)芯與________的界面上發(fā)生全反射．【達標訓練·限時檢測】1.關(guān)于全反射，下列說法中正確的是()A．光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時可能產(chǎn)生全反射B．光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時可能產(chǎn)生全反射C．光從折射率大的介質(zhì)射向折射率小的介質(zhì)時可能產(chǎn)生全反射D．光從傳播速度小的介質(zhì)射向傳播速度大的介質(zhì)時有可能產(chǎn)生全反射2.光線從某介質(zhì)射入空氣中,當入射角為300時,其折射角為450,則這種介質(zhì)對空氣的臨界角是()A.600B.450C.900D.3003.光在某種介質(zhì)中傳播的速度為1.5×108m/sA.

60

B.

45

C.

30

D.

754.如圖所示，ABCD是一個長方形玻璃磚，將此玻璃磚置于空氣中，一束光線斜射到AB面上，關(guān)于能否發(fā)生全反射，以下說法中正確的是()。A．在AB面上不可能，在DC面上有可能B．在AB面上有可能，在DC面上不可能C．在AB面上不可能，在DC面上也不可能D．在AB、DC面上都有可能5.如圖所示，已知介質(zhì)Ⅱ為空氣，介質(zhì)Ⅰ的折射率為2，則下列說法中正確的是（

）A.

光線a、b都不能發(fā)生全反射

B.

光線a、b都能發(fā)生全反射

C.

光線a發(fā)生全反射，光線b不發(fā)生全反射

D.

光線a不發(fā)生全反射，光線b發(fā)生全反射6.兩束不同頻率的平行單色光a、b分別由水射入空氣發(fā)生如圖所示的折射現(xiàn)象（α＜β），下列說法正確的是（

）A.

隨著a、b入射角度的逐漸增加，a先發(fā)生全反射

B.

水對a的折射率比水對b的折射率大

C.

a、b在水中的傳播速度va＞vb

D.

a、b入射角為0°時，沒有光線射入空氣中7、如圖所示，一束白光從頂角為θ棱鏡一個側(cè)面AB以較大的入射角i入射，經(jīng)過三棱鏡后，在屏P上可得到彩色光帶，當入射角逐漸減小到零的過程中，若屏上的彩色光帶先后全部消失，則（）A、紅光最先消失，紫光最后消失B、紫光最先消失，紅光最后消失C、紫光最先消失，黃光最后消失D、紅光最先消失，黃光最后消失8.潛水員在水深為h的地方向水面觀望時，發(fā)現(xiàn)整個天空及遠處地面的景物均呈現(xiàn)在水面處的圓形區(qū)域內(nèi)，已知水的臨界角為θ,則所觀察到的圓形半徑為（)A.htanθB.hsinθC.h/tanθD.h/sinθ9.一束單色光由左側(cè)射入注滿清水的薄壁圓柱形玻璃杯，如圖為過軸線的截面圖，調(diào)整入射角θ，使光線恰好在水和空氣的界面上發(fā)生全反射。已知水的折射率為，求sinθ的值。10.一束光波以45°的入射角，從AB面射入如圖所示的透明三棱鏡中，棱鏡折射率n＝eq