4.2 全反射 导学案-（2019）新人教版高中物理高二选择性必修第一册.rar

4.2 全反射全反射【学习目标学习目标】1. 知道什么是光疏介质，什么是光密介质2理解光的全反射现象，了解发生全反射的条件、相关应用3. 理解临界角的概念，掌握计算临界角的方法【开启新探索开启新探索】 水中的气泡看上去比较明亮，这是为什么呢？【质疑提升质疑提升 1】1】全反射全反射1. 阅读课本，说明：什么是光疏介质？什么是光密介质？对于折射率不同的两种介质，我们把折射率的称光疏介质，折射率的称光密介质。2. 玻璃（n=1.5）和 水（n=1.33） ，是光密介质？玻璃（n=1.5）和金刚石（n=2.427） ，是光疏介质？通过这两个结论，你有怎样的想法？3光从空气射入玻璃时，折射角和入射角大小上存在怎样的关系？光从玻璃射入空气时，折射角和入射角大小上存在怎样的关系？ 请通过作图，大致画出对应的折射光线，反映折射角、入射角的大小关系。4根据（3）中的结论，思考：当光从玻璃射入空气时，随入射角的逐渐增大，折射角大小怎样变化？入射角、折射角谁先增大到 90？猜想一下，若继续增大入射角，会发生怎样的现象？5.结合理论分析、实验观察，说明：什么是全反射现象？当光从当光从介质射入介质射入介质时，当入射角介质时，当入射角到某一角度，使折射角达到某一角度，使折射角达到到时，折射光时，折射光消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射。消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射。6.说明：要发生全反射现象，对入射光线、折射光线所在的介质有怎样的要求？玻璃玻璃真空真空7光从折射率为 n 的某种介质进入空气（真空） ，当发生全反射时，入射角最小多为少？【质疑提升质疑提升 2】2】全反射的实例及应用全反射的实例及应用1水中或玻璃中的气泡，看起来特别明亮，为什么？2.全反射棱镜的截面形状？在如图所示的全反射棱镜中，分别画出一条光路。当光垂直玻璃入射时，若要棱镜内部发生全反射，棱镜的折射率有怎样的要求？3. 光在光导纤维中传播时内会发生全发射。光导纤维是由内芯和外套两层组成，那么内芯、外套哪个是光密介质？光导纤维在实际生活中有怎样的应用？【学以致用学以致用】1. 光线在空气和玻璃的分界面上发生全反射的条件是（ ） A光从空气射到分界面上，入射角足够小B光从空气射到分界面上，入射角足够大C光从玻璃射到分界面上，入射角足够大D光从玻璃射到分界面上，入射角足够小2. 光由折射率为 的介质中射入空气时，临界角为（ ） 2A30 B45 C60 D903. 水的折射率为，当在水面下 h=2m 深处放一强点光源时，透光水面的最大直径是多大？43当此透光水面的直径变大时，光源正在上浮还是正在下沉？ 下沉77124. 如图所示，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，A 为直角.此截面所在平面内的光线沿平行于 BC 边的方向射到 AB 边，进入棱镜后直接射到 AC 边上，并刚好能发生全反射.该棱镜材料的折射率为多少？26【核心素养提升核心素养提升】1. 已知水、水晶、玻璃的折射率分别为 1.33、1、55、1.60，如果光按以下几种方式传播，可能会发生全反射的是（ ） A从水晶射入玻璃 B从水射入水晶 C从玻璃射入水中 D从水射入玻璃2已知某介质的折射率为，一束光从该介质射入空气时入射角为 60，其正确的光路2图如图中哪一幅所示（ D ）3某玻璃的临界角为 42，当在玻璃中的某一光线射到玻璃与空气的分界面时，若入射角略小于临界角，则光线在空气中的折射角应为（ ）A小于 42 B小于 60 C小于 90 D无折射光线4光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播下列关于光导纤维的说法中正确的是（ ）A光纤通讯主要应用的是光的衍射B折射率越大的光在光纤中传播的速度越大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全反射D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5为了表演“隐形的大头针”节目，某同学在半径为 r 的圆形薄软木片中心垂直插入一枚大头针，并将其放入盛有水的碗中，如图所示。已知水的折射率为，为43了保证表演成功（在水面上看不到大头针） ，大头针末端离水面的最大距离 h 为（）A rB r 7343CrDr34776 如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面 ABC 的单色光从空气射向 D 点，并偏折到E 点，已知入射方向与 AC 边的夹角为=300，D、E 分别为边 AC、AB 的中点，下列说法正确的是（ ） A该棱镜的折射率为 2B光在 E 点发生全反射C从 E 点出射的光束与入射到 D 点的光束平行D从 E 点反射到 BC 的光线出射后与入射到 D 点的光束平行1. 如图所示光导纤维的长度为，某种频率的光在其中的折射率为，若有各种入射方Ln向的该频率的光照射到此光导纤维一端的横截面上，认为自另一端射出的光在此光导纤维传播的过程中都发生全反射，已知光在真空中的传播速度为，自另一端射出的c光在此光导纤维中的最长传播时间为（）A B2n LcnLcC DLnc2Ln c8光由空气以 45的入射角射向介质时，折射角是 30，则（1）光由介质射向空气的临界角是多少？（2）以 40 的入射角射到介质与空气的界面上时，能发生全反射吗？45 不会9. 如图所示，是一个用折射率 n 2.4 的透明介质做成的四棱柱的横截面图，其中 A C 90， B 60，现有一束光从图示的位置垂直入射到棱镜的 AB 面上，画出光路图，确定射出光线。注意：每个面的反射光线和折射光线都不能忽略。CD AB BC10. 如图所示，为光导纤维（可简化为长玻璃丝）的示意图，玻璃丝长为 l，折射率为n（n ），AB 代表端面。为使光能从玻璃丝的 AB 端面传播到另一端面，求光在端面 AB 上的入射角应满足的条件。小于 90，只要入射均可以全反射。4.2 全反射【学习目标】1. 知道什么是光疏介质，什么是光密介质2理解光的全反射现象，了解发生全反射的条件、相关应用3. 理解临界角的概念，掌握计算临界角的方法【开启新探索】 水中的气泡看上去比较明亮，这是为什么呢？【质疑提升 1】全反射1. 阅读课本，说明：什么是光疏介质？什么是光密介质？对于折射率不同的两种介质，我们把折射率的称光疏介质，折射率的称光密介质。2. 玻璃（n=1.5）和 水（n=1.33） ，是光密介质？玻璃（n=1.5）和金刚石（n=2.427） ，是光疏介质？通过这两个结论，你有怎样的想法？3光从空气射入玻璃时，折射角和入射角大小上存在怎样的关系？光从玻璃射入空气时，折射角和入射角大小上存在怎样的关系？ 请通过作图，大致画出对应的折射光线，反映折射角、入射角的大小关系。4根据（3）中的结论，思考：当光从玻璃射入空气时，随入射角的逐渐增大，折射角大小怎样变化？入射角、折射角谁先增大到 90？猜想一下，若继续增大入射角，会发生怎样的现象？5.结合理论分析、实验观察，说明：什么是全反射现象？当光从介质射入介质时，当入射角到某一角度，使折射角达到时，折射光消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射。6.说明：要发生全反射现象，对入射光线、折射光线所在的介质有怎样的要求？玻璃玻璃真空真空7光从折射率为 n 的某种介质进入空气（真空） ，当发生全反射时，入射角最小多为少？【质疑提升 2】全反射的实例及应用1水中或玻璃中的气泡，看起来特别明亮，为什么？2.全反射棱镜的截面形状？在如图所示的全反射棱镜中，分别画出一条光路。当光垂直玻璃入射时，若要棱镜内部发生全反射，棱镜的折射率有怎样的要求？3. 光在光导纤维中传播时内会发生全发射。光导纤维是由内芯和外套两层组成，那么内芯、外套哪个是光密介质？光导纤维在实际生活中有怎样的应用？【学以致用】1. 光线在空气和玻璃的分界面上发生全反射的条件是（ ） A光从空气射到分界面上，入射角足够小B光从空气射到分界面上，入射角足够大C光从玻璃射到分界面上，入射角足够大D光从玻璃射到分界面上，入射角足够小2. 光由折射率为 的介质中射入空气时，临界角为（ ） 2A30 B45 C60 D903. 水的折射率为，当在水面下 h=2m 深处放一强点光源时，透光水面的最大直径是多大？43当此透光水面的直径变大时，光源正在上浮还是正在下沉？ 下沉77124. 如图所示，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC，A 为直角.此截面所在平面内的光线沿平行于 BC 边的方向射到 AB 边，进入棱镜后直接射到 AC 边上，并刚好能发生全反射.该棱镜材料的折射率为多少？26【核心素养提升】1. 已知水、水晶、玻璃的折射率分别为 1.33、1、55、1.60，如果光按以下几种方式传播，可能会发生全反射的是（ ） A从水晶射入玻璃 B从水射入水晶 C从玻璃射入水中 D从水射入玻璃2已知某介质的折射率为，一束光从该介质射入空气时入射角为 60，其正确的光路2图如图中哪一幅所示（ D ）3某玻璃的临界角为 42，当在玻璃中的某一光线射到玻璃与空气的分界面时，若入射角略小于临界角，则光线在空气中的折射角应为（ ）A小于 42 B小于 60 C小于 90 D无折射光线4光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播下列关于光导纤维的说法中正确的是（ ）A光纤通讯主要应用的是光的衍射B折射率越大的光在光纤中传播的速度越大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全反射D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5为了表演“隐形的大头针”节目，某同学在半径为 r 的圆形薄软木片中心垂直插入一枚大头针，并将其放入盛有水的碗中，如图所示。已知水的折射率为，为43了保证表演成功（在水面上看不到大头针） ，大头针末端离水面的最大距离 h 为（）A rB r 7343CrDr34776 如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面 ABC 的单色光从空气射向 D 点，并偏折到E 点，已知入射方向与 AC 边的夹角为=300，D、E 分别为边 AC、AB 的中点，下列说法正确的是（ ） A该棱镜的折射率为 2B光在 E 点发生全反射C从 E 点出射的光束与入射到 D 点的光束平行D从 E 点反射到 BC 的光线出射后与入射到 D 点的光束平行1. 如图所示光导纤维的长度为，某种频率的光在其中的折射率为，若有各种入射方Ln向的该频率的光照射到此光导纤维一端的横截面上，认为自另一端射出的光在此光导纤维传播的过程中都发生全反射，已知光在真空中的传播速度为，自另一端射出的c光在此光导纤维中的最长传播时间为（）A B2n LcnLcC DLnc2Ln c8光由空气以 45的入射角射向介质时，折射角是 30，则（1）光由介质射向空气的临界角是多少？（2）以 40 的入射角射到介质与空气的界面上时，能发生全反射吗？45 不会9. 如图所示，是一个用折射率 n 2.4 的透明介质做成的四棱柱的横截面图，其中 A C 90， B 60，现有一束光从图示的位置垂直入射到棱镜的 AB 面上，画出光路图，确定射出光线。注意：每个面的反射光线和折射光线都不能忽略。CD AB BC10. 如图所示，为光导纤维（可简化为长玻璃丝）的示意图，玻璃丝长为 l，折射率为n（n ），AB 代表端面。为使光能从玻璃丝的 AB 端面传播到另一端面，求光在端面 AB 上的入射角应满足的条件。小于 90，只要入射均可以全反射。