1、第三节光的全反射现象学习目标重点难点1能说出什么是全反射现象2能说出临界角的概念和发生全反射的条件3能说出光导纤维的工作原理和光导纤维在生产、生活中的应用重点：1对全反射条件的理解2有关临界角的计算难点：用全反射解释相关现象一、全反射现象1光疏介质和光密介质两种介质比较，折射率小的介质叫光疏介质；折射率大的介质叫光密介质2全反射现象（1）全反射现象：光从光密介质射入光疏介质时，同时发生反射和折射，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，这种现象叫全反射（2）临界角：折射角恰好为90时的入射角叫临界角，用C表示（3）发生全反射的条件：a光从光密介质射入光疏介质；
2、b入射角大于或等于临界角（4）折射率与临界角的关系：sin C二、光导纤维的结构与应用1结构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，由内芯和外套两层组成内芯的折射率比外套的大光在光纤内传播时，在内芯与外套的界面上发生全反射2应用（1）医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体消化道等内脏的内部情况；（2）光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰能力强预习交流在炎热的夏天，逆着太阳光的方向看路面，会看到路面特别明亮，就像用水淋过一样，这是一种什么现象？为什么会发生这种现象？答案：这是一种全反射现象因为在太阳照射下，贴近路面附近的空气层稀薄，比上层空气的折射率小，从远处
3、射向路面的太阳光，会发生全反射，从远处看去，路面显得格外明亮一、认识全反射现象1为什么说光疏介质和光密介质是相对的？答案：折射率较小的介质称为光疏介质，折射率大小是相对的，例如水、水晶和金刚石三种物质相比较，水晶对水来说是光密介质，对金刚石来说是光疏介质2光密介质与介质密度大小有没有关系，为什么？答案：光密介质与介质密度大小没有必然联系，例如酒精对水来说，酒精是光密介质，但酒精的密度却小于水的密度3观察课本中光由光密介质射入玻璃的演示实验，思考反射光线和折射光线是如何变化的？答案：入射角增大时，反射光线和折射光线离法线越来越远，反射光越来越强，折射光越来越弱，直到折射光消失，反射光的强度就不再
4、发生变化了如图所示，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（）A30 B45 C60 D90答案：BD解析：因为棱镜的折射率为，临界角应满足，所以C45作光路图所示，因光线从空气中射到BC界面时入射角为0，故进入BC面时不发生偏折，到AB面时由几何关系知入射角i60C，故在AB面上发生全反射反射光线射到AC时，可知入射角30C，所以在AC面上既有反射光线又有折射光线，由得，故r45，所以该折射光线与棱镜AC面夹角为45；又因为从AC面反射的光线第二次射到AB面上时，由几何关系知其入射角为0，所以从AB面上折射出的光线与AB界面的夹角为901只有
5、从光密介质射向光疏介质的光才能发生全反射2从光密介质射入光疏介质的光，入射角小于临界角时，同时发生反射和折射；入射角大于等于临界角时，只发生全反射3光密介质与光疏介质是相对的，同一种介质，到底是光密介质还是光疏介质是不确定的例如，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4光密介质与光疏介质是由两种介质的折射率相对大小决定的，而不是取决于密度的大小，光密介质的折射率较大，但密度不一定较大例如，酒精（n1.36）相对于水（n1.33）是光密介质，但酒精的密度却小于水的密度二、对临界角的理解1如何计算折射率为n的介质在空气（真空）中发生全反射时的临界角C?答案：恰好发生全反射时，可认为
6、在空气中的折射角为90，依据光路可逆的道理，可列式子n，即sin C2临界角与介质的折射率具有怎样的定性关系？答案：介质折射率n越大，临界角越小3如图所示，一束光线以45的入射角从折射率为1.5的玻璃内射向空气，画出正确的光路图答案：由题给条件和临界角的知识可知，sin C，故C45故光线发生全反射，光路图如图所示光在某种介质中的传播速度为1.5108 m/s，则光从此介质射向真空时发生全反射的临界角是（）A15 B30 C45 D60答案：B解析：由n可得该介质的折射率n2，再由sin C，得sin C，故C301折射角为90时的入射角为临界角2从光密介质射入光疏介质的光，入射角等于临界角时
7、，恰好发生全反射1在空气与水的交界面处发生全反射的条件是（）A由空气射入水中，入射角足够大B由空气射入水中，入射角足够小C由水中射入空气，入射角足够大D由水中射入空气，入射角足够小答案：C解析：光照射到两种介质界面上时，光线全部被反射回原介质的现象称为全反射现象，发生全反射的条件为：光线从光密介质射向光疏介质；入射角大于或等于临界角2两种介质交界面上发生全反射时，下列说法不正确的是（）A光线一定在光密介质中B入射角一定大于临界角C界面相当于一个镜面D有一部分光线进入另一种介质中答案：D3光纤通信是现代一种通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务目前我国正在大力建设高质量的宽带光纤通
8、信网络下列说法正确的是（）A光纤通信是利用光作为载体来传递信息B光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理C光导纤维传递光信号是利用光的色散原理D目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝答案：AD解析：光纤通信利用了光的全反射原理来传递信息，光导纤维是一种透明的非常细的玻璃纤维丝，直径只有1100 m，故选A、D4潜水员在水深为h的地方向水面观望时，发现整个天空及远处地面的景物均呈现在水面处的圆形区域内，已知水的临界角为，则所观察到的圆形半径为（）Ahtan Bhsin C D答案：A解析：如下图所示，水面上景物发出的光线经水面折射后均在倾角为2的圆锥里，人的眼睛处在圆锥的顶点处，而最远处的景物其入射角接近90，折射角为，因此，人看到水面上的景物呈现在水面是以r为半径、人眼上方的水面上的O点为圆心的区域内由图可知rhtan 5一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，下图为过轴线的截面图，调整入射角，使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射，已知水的折射率为，求sin 的值答案：解析：当光线在水面发生全反射时，有sin C，当光线从左侧射入时，由折射定律有n，联立这两式，代入数据可得sin
