第一周X113.8全反射的应用

1、09春学期高二物理学科（选修）教学案编者：胡光磊 班级：姓名：课题：13.8全反射的应用知识点：1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，这种现象叫做全反射全反射临界角：（1）光从光密介质射向光疏介质，当折射角变为90 1时的入射角叫临界角；（2）光从折射率为n的介质射向真空时临界角的计算公式 ：sin C =-n2.产生全反射的条件：（1）光必须从光密介质射向光疏介质；（2）入射角必须等于或大于临界角.典型例题：r, c为真空中光速，则该单色光在玻1.某单色光由玻璃射向空气，发生全反射的临界角为 璃中的传播速度是（）C.ccos T12. 光导纤维的结构如

2、图，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大，B .内芯的折射率比外套小，全反射C.内芯的折射率比外套小， 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3. 如图所示，ABCD为同种材料构成的柱形透明体的根截面，其中角形，BCD部分为半圆形，一束单色平行光从真空垂直射向 n=1.6。下列说法中正确的是（）A .从AB面中点射入的光线不一定从圆弧的中点射出 B .从AB面射入的所有光线经一次反射和折射后都能从 C.从AB面中间附近射入的光线经一次反射和折射后能从D .若光线只从 AD面垂直射入，则一定没有光线从A.

3、 Cpos vB. c|jin J光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 光传播时在内芯与外套的界面上发生光传播时在内芯与外套的界面上发生AB-内芯ABD 或AD4. 如图所示，一束光线以600的入射角射到一水平放置的平面镜上，反射后在正上方与平面镜平行的光屏上留下一光点P,现将一块上下两面平行的透明体平放在平面镜上，则进入透明体的光线经平面镜反射后再外套部分为等腰直角三 面，材料的折射率BCD面射出BCD面射出BCD面射出DPP 二 2 3cm .透从透明体的上表面射出，在光屏上留下一光点 P （图中未画出）.已知明体对光的折射率n ，真空中的光速（I ）作出后来的光路图，标出P，位置（2

4、）求透明体的厚度d（3 ）求光在透明体里传播的时间 t.5某有线制导导弹发射时，在导弹发射基地和导弹间连一根细如蛛丝的特制光纤（象放风筝一样），它双向传输信号，能达到有线制导作用。光纤由纤芯和包层组成，其剖面如图，其中纤芯材料的折射率 n 1=2，包层折射率n2、3，光纤长度为3 3 km。（已知当光从折射率为ni的介质射入折射率为 的介质时，入射角0 1、折射角0 2间满足关系：（nisin 0 i= n2sin 0 2）试通过计算说明从光纤一端入射的光信号是否会通过包层“泄漏”出去；若导弹飞行过程中， 将有关参数转变为光信号，利用光纤发回发射基地经瞬间处理后转化为指令光信号返回导弹，求信号

5、往返需要的最长时间。2Jn1/(71.B 2.A 3.C4.解：(I)画出光路图如图示， PP / P1P2 (2 )由折射定律 sin a =nsin 3 代入数据解 得 3 =30设透明体的厚度为d.PP =PiP2=APi-AP2=2dtan a - 2dtan 3PP丄2 3d -仝氏=2 _3cm3代入数据解得透明体的厚度为（3）光在透明体里运动的速度d=1.5cm光在透明体里运动的路程v=c/n=2亠cos30光在透明体里运动的时间2dtv v cos30t2dn102 10 sc cos305.解：（15分）由题意在纤芯和包层分界面上全反射临界角C满足：msinC = n2Sin90 2 分）得：C = 60 （1 分）当在端面上的入射角最大（iM = 90 ）时，折射角r也最大，在纤芯与包层分界面上的入射 角i最小。在端面上：iM = 90时，由n1 = sin 90 （2分）sin rM得：rM =30 （1 分）这时imin = 90 - 30 60 C,所以，在所有情况中从端面入射到光纤中的信号都不会从包层中“泄漏”出去。（2分）当在端面上入射角最大时所用的时间最长，这时光在纤芯中总路程：S=