高中物理第十三章光2全反射名师导航学案新人教版选修

1、2 全反射名师导航知识梳理1.光疏介质（optically thinner medium）和光密介质（optically denser medium）：两种介质比较，折射率小的介质叫_介质；折射率大的介质叫_介质.2.全反射现象：光从_介质入射到_介质的分界面上时，光_反射回_介质的现象.3.临界角：折射角等于_时的_角叫临界角.用C表示，C=arcsin.4.发生全反射的条件：（1）光由_介质射向_介质；（2）入射角_临界角.5.光导纤维：实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到一百微米之间，在_和_的界面上发生全反射. 知识导学 在学习本节内容时，要对光密介质和光疏介质有一个

2、正确的理解，知道发生全反射的条件，认识全反射现象.在学习全反射时，要注意等效思想的运用.例如：全反射棱镜对光的全反射作用在许多问题中可与平面镜等效.光导纤维是全反射的一种应用，应明确光导纤维的工作原理.疑难突破1.正确理解光密介质与光疏介质剖析：（1）任何介质的绝对折射率都大于1，折射率越大，光在其中传播的速度越小，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）光密介质与光疏介质是相对的，同一种介质，既可以是光密介质也可以是光疏介质，应具体问题具体分析.例如，玻璃相对水而言是光密介质，而相对金刚石而言则是光疏介质.（3）光密介质与光疏介质是由两种介质的折射率的相

3、对大小决定的，而与密度的大小无关，光密介质的折射率较大，但密度不一定较大.例如，酒精（n=1.36）相对于水(n=1.33)是光密介质，但酒精的密度却小于水的密度.（4）列表比较光疏介质和光密介质的比较光的速度折射率光疏介质大小光密介质小大（5）由折射定律可知，当光由光疏介质射入光密介质（例如由空气射入水）时，折射角小于入射角；当光由光密介质射入光疏介质（例如由水射入空气）时，折射角大于入射角.2.对全反射的有关理解剖析：（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，这种现象称为全反射，这时对应的入射角叫临界角.发生全反射现象必须同时满足两个条件：一是光由光密

4、介质射向光疏介质；二是入射角大于或等于临界角.（2）从能量角度看，光在两种介质分界面上发生反射和折射时，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，这正是我们垂直俯视水底处物体看得最清楚，而斜视观察感到有些模糊的原因.典题精讲【例1】 在一个圆形轻木塞的中心插上一根大头针，然后把它倒放在水面上，调节针插入的深度，使观察者不论在什么位置都刚好不能看到水面的大头针，如图13-7-1（a），量出针露出的长

5、度为d，木塞的半径为r，求水的折射率.图13-7-1思路解析：在调节针插入的深度后，使观察者不论在什么位置都刚好不能看到水下的大头针，这个现象是光的全反射现象.产生全反射的条件有两条：（1）光从光密介质射向光疏介质；（2）入射角i大于或等于临界角C.当光从某种物质射向真空（或空气）时，其临界角C为：sinC=，C=arcsin（n为介质对光的折射率）作图13-7-1(b)，当A发出的光到达B点时恰以临界角C入射，因此sinC= .在AOB中：tanC=，而tanC= 由此求得n=答案：n= 绿色通道:光从光密介质射入光疏介质时，在界面处一部分光被反射，另一部分光被折射到另一介质中，随着入射角的

6、增大，折射角逐渐增大，且折射光线越来越弱，当入射角增大到某一角度时，折射光线完全消失，只剩下反射光线.变式训练1:如图13-7-2所示，A、B两点之间的距离为s，在两点间连接一直纤维，一束光从光导纤维中间射入，射入光导纤维与空气的界面，恰好发生全反射现象，由A点传输到B点所用的时间为t.求光导纤维所用材料的折射率.图13-7-2答案：n= 变式训练2:如图13-7-3所示,一束单色光对称地通过等边玻璃三棱镜，则玻璃棱镜的折射率为（ )图13-7-3 B. C. D.答案：C【例2】 如图13-7-4甲所示，一条光线从空气中垂直射到棱镜界面BC上，棱镜的折射率为，这条光线离开棱镜时与界面的夹角为

7、（ )A.30 B.45 C.60 D.90 甲 乙图13-7-4思路解析：因为棱镜的折射率为，所以临界角C应满足sinC=，所以C=45.作光路图如13-7-4乙所示.因光线从空气中射到BC界面时入射角为零度，故进入BC面时不发生偏折，到AB面时由几何关系知入射角i=60C，故在AB面上发生全反射，反射线射到AC面时，可知入射角=30vBvC B.vAvBvCvB D.vAvCvB答案：B 问题探究 问题：在折射率为n的水中，有一点光源，要使它照亮的水面面积增大，点光源应怎样移动？ 导思：解答有关全反射问题时，应首先根据光在两种介质的界面处发生折射及全反射的规律，正确地画出光路图，恰当地利用光路图所提供的几何关系，结合有关数学知识进行分析和计算，而发生全反射的临界光线的确定，是解决这类问题的关键. 探究：所谓照亮水面就是点光源S发出的光能够通过水面进入空气中而射入观察者眼中，S发出的光是射向四面八方的，但由于水相对于空气是光密介质，当S射向水面的光线的入射角大于或等于临