单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,0,第四章光的,折射,第四章光的折射,1,学案,3,光的,全反射,1.,理解光疏介质和光密介质，了解,“,疏,”,与,“,密,”,是相对的,.,2,.,理解光的全反射，会利用全反射解释有关现象,.,3,.,理解临界角的概念，能判断是否发生全反射并能画出相应的光路图,.,4,.,了解全反射棱镜和,光导纤维,.,学习目标定位,学案3光的全反射 1.理解光疏介质和光密介质，了解“疏”,2,知识储备区,知识链接,1,.,入射角,的正弦值与折射角的正弦值之比为一,常数,新知呈现,一、,大于,越小,较大,较小,知识储备区知识链接1.入射角的正弦值与折射角的正弦值之比为一,知识储备区,新知呈现,二,、,1,.,反射,90,临界角,2.,三、,全反射,大,小,高,知识储备区新知呈现二、,学习探究区,一、,全反射,二、全反射的,应用,学习探究区一、全反射 二、全反射的应用,一、全反射,问题设计,返回,如教材图所示，让光沿着半圆柱形玻璃砖的半径射到它的平直的边上,.,在这个边与空气的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,.,答案,由实验可以看到，当光沿着半圆柱形的玻璃砖的半径射到直边上时，一部分光从玻璃砖的直边上折射到空气中，一部分光反射回玻璃砖内，逐渐增大入射角，会看到折射光离法线越来越远，而且越来越弱，反射光却越来越强,.,当入射角增大到某一角度，使折射角达到,90,时，折射光完全消失，只剩下反射光,.,一、全反射 问题设计返回如教材图所示，让光沿着半圆柱形玻,6,要点提炼,返回,一、全反射,1.,光疏介质和光密介质,任何介质的绝对折射率,都,1,，折射率越大，光在其中传播的速度就越小，两种介质相比较，折射率较大的介质叫光密介质，折射率较小的介质叫光疏介质,.,2.,全反射现象,(1),临界角,：,时,的入射角称为全反射临界角，,简称,临界角,，用,C,表示，,sin,C,.,大于,折射角为,90,要点提炼返回一、全反射 1.光疏介质和光密介质大于折射角,7,返回,一、全反射,(2),全反射发生的条件,光,从,介质射入,介质,.,入射角,临界角,.,(3),全反射遵循的规律,折射角随着入射角的增大而增大，折射角增大的同时，折射光线的强度减弱，,亮度,，,而反射光线的强度增强，,亮度,.,光密,光疏,大于或等于,减弱,增强,返回一、全反射 (2)全反射发生的条件光密光疏大于或等于,8,返回,一、全反射,当入射角增大到某一角度,(,即临界角,),时，折射光线完全消失,(,即折射角,为,),，入射光线的,能量,反射,回原介质，入射光与反射光遵循光的反射定律,.,90,全部,返回一、全反射 当入射角增大到某一角度(即临界角)时，,9,返回,一、全反射,为什么水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮？,答案,水或玻璃中的气泡是光疏介质，光经过水或玻璃照射气泡时，一部分光会发生全反射，相对于其他物体而言，有更多的光入射到人眼中，就好像光是由气泡发出的，因此人眼感觉气泡特别明亮,.,延伸思考,返回一、全反射 为什么水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮？,10,二、全反射的应用,返回,问题设计,1.,如图,1,所示，自行车后面有尾灯，它,虽,然,本身不发光，但在夜间行驶时，从,后,面,开来的汽车发出的强光照在尾灯上时,，,会,有较强的光被反射回去，使汽车司机,注,意,到前面有自行车,.,那么自行车的尾灯利用了什么原理？,答案,利用了全反射的原理,.,图,1,二、全反射的应用 返回问题设计1.如图1所示，自行车后面,11,二、全反射的应用,返回,2.,素有,“,光纤之父,”,之称的华裔科学家高锟博士，因在,“,有关光在纤维中的传输以用于光学通讯方面,”,取得的突破性成就，获得了,2009,年诺贝尔物理学奖，你知道光纤通讯的原理吗？,答案,光纤通讯利用了全反射的原理,.,二、全反射的应用 返回2.素有“光纤之父”之称的华裔科学,12,二、全反射的应用,1.,全反射棱镜的特点,(1),当,光,于,它的一个界面射入后，会在其内部,发生,(,如图,2).,全反射棱镜比平面镜的反射率高，几乎可达,100%.,(2),反射面不必涂任何反光物质，反射失真小,.,图,2,返回,要点提炼,垂直,全反射,二、全反射的应用 1.全反射棱镜的特点返回要点提炼垂直全,13,二、全反射的应用,2.,光导纤维的结构与应用,(1),光导纤维传光原理,：,原理,.,(2),光导纤维的构造：由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比,外套,，,光传播时在内芯和外套上,发生,.,如图,3,所示,.,图,3,(3),光导纤维的应用：光纤通讯、医学上的内窥镜,.,返回,全反射,大,全反射,二、全反射的应用 2.光导纤维的结构与应用返回全反射大全,14,返回,延伸思考,二、全反射的应用,返回延伸思考二、全反射的应用,15,返回,典例精析,例,1,如图,4,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，均由空气射入玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置,.,下列说法正确的是,(,),图,4,一、对全反射的,理解,返回典例精析例1 如图4所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三条,16,返回,一、对全反射的,理解,典例精析,A.,假若三条光线中有一条在,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,一定能发生全反射,D.,假若光线,aO,恰能发生全反射，则光线,bO,的反射光线比光线,cO,的反射光线的亮度,大,返回一、对全反射的理解 典例精析A.假若三条光线中有一条在,17,返回,典例精析,解析,三条入射光线沿着指向圆心的方向由空气射向玻璃砖，在圆周界面，它们的入射角为零，均不会偏折,.,在直径界面，光线,aO,的入射角最大，光线,cO,的入射角最小，它们都是从光密介质射向光疏介质，都有发生全反射的可能,.,如果只有一条光线发生了全反射，那一定是,aO,光线，因为它的入射角最大，所以选项,A,对,.,一、对全反射的,理解,返回典例精析解析三条入射光线沿着指向圆心的方向由空气射向玻,18,返回,典例精析,假若光线,bO,能发生全反射，说明它的入射角等于或大于临界角，光线,aO,的入射角更大，所以，光线,aO,一定能发生全反射，光线,cO,的入射角可能大于或等于临界角，也可能小于临界角，因此，,cO,光线不一定能发生全反射,.,所以选项,B,错，,C,对,.,假若,光线,aO,恰能发生全反射，则光线,bO,和光线,cO,都不能发生全反射，但,bO,光线的入射角更接近于临界角，所以，光线,bO,的反射光线较光线,cO,的反射光线强，即光线,bO,的反射光线亮度较大，所以,D,对，本题答案选,A,、,C,、,D,.,答案,ACD,一、对全反射的,理解,返回典例精析假若光线bO能发生全反射，说明它的入射角等于或大,19,返回,典例精析,二、全反射的应用,返回典例精析二、全反射的应用,20,返回,典例精析,解析,当光线在水面发生全反射时，有,当,光线从左侧射入时，由折射定律有,联,立以上两式，代入数据可得,二、全反射的应用,返回典例精析解析当光线在水面发生全反射时，有二、全反射的应,21,返回,典例精析,例,3,光导纤维的结构如图,6,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,(,),图,6,二、全反射的应用,返回典例精析例3 光导纤维的结构如图6所示，其内芯和外套材,22,返回,典例精析,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,二、全反射的应用,返回典例精析A.内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套,23,返回,典例精析,解析,光导纤维很细，它的直径只有几微米到一百微米，它由内芯和外套两层组成，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,.,答案,A,二、全反射的应用,返回典例精析解析光导纤维很细，它的直径只有几微米到一百微米,24,返回,典例精析,例,4,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,7,所示,.,方框内有两个折射率,n,1.5,的,玻璃,全反射,棱镜,.,下图给出了两棱镜的四种放置,方,式,的示意图,.,其中能产生图中效果的是,(,),二、全反射的应用,图,7,返回典例精析例4 空气中两条光线a和b从方框左侧入射，二、,25,返回,典例精析,解析,四个选项产生光路效果如下图：,由,上图可知,B,项正确,.,答案,B,二、全反射的应用,返回典例精析解析四个选项产生光路效果如下图：二、全反射的应,26,返回,课堂要点小结,全反射,全反射现象,全反射条件,由光密介质射入光疏介质,入射角大于等于临界角,临界角,应用,全反射棱镜,光导纤维,sin,C,返回课堂要点小结 全反射全反射现象全反射条件由光密介质射,27,自我检测区,1,2,3,4,自我检测区1234,1.(,对全反射的理解,),光从介质,a,射向介质,b,，如果要在,a,、,b,介质的分界面上发生全反射，那么必须满足的条件是,(,),A.,a,是光密介质，,b,是光疏介质,B.,光在介质,a,中的速度必须大于在介质,b,中的速度,C.,光的入射角必须大于或等于临界角,D.,光的入射角必须小于,临界角,1,2,3,4,AC,1.(对全反射的理解)光从介质a射向介质b，如果要在a、b介,2.(,全反射的应用,),关于光导纤维的说法，正确的是,(,),A.,光导纤维是由高级金属制成的，所以它比普通电线容量大,B.,光导纤维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.,光导纤维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，光导纤维必须呈笔直状态，因为弯曲的,光,纤,是不能导光,的,1,2,3,4,2.(全反射的应用)关于光导纤维的说法，正确的是()12,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，由内芯和外套两层组成，且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、抗干扰性强等特点,.,在实际应用中，光纤是可以弯曲的,.,所以答案是,C,.,答案,C,1,2,3,4,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,3.(,全反射的理解,)(2014,福建,13),如图所示，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，,O,点为该玻璃砖截面的圆心，下图能正确描述其光路的是,(,),1,2,3,4,3.(全反射的理解)(2014福建13)如图所示，一束光,1,2,3,4,解析,光从玻璃砖射向空气时，如果入射角大于临界角，则发生全反射；如果入射角小于临界角，则在界面处既有反射光线，又有折射光线，但折射角应大于入射角，选项,A,正确，选项,C,错误,.,当,光从空气入射玻璃砖时，在界面处既有反射光线，又有折射光线，且入射角大于折射角，选项,B,、,D,错误,.,答案,A,1234解析光从玻璃砖射向空气时，如果入射角大于临界角，则,4.(,全反射的理解,),如,图,8,所示，,ABCD,是,平面,平行的,透明玻璃砖，,AB,面和,CD,面平行，,它,们,分别是玻璃和空气的界面，设为界面,和,界面,，光线从界面,射入玻璃砖，,再从界,面,射出，回到空气中，如果改变光到达界面,时的入射角，则,(,),1,2,3,4,图,8,4.(全反射的理解)如图8所示，ABCD是平面12