物理选择性必修 第一册第4章 光的折射和全反射第3节 光的全反射优秀导学案

4.3光的全反射

【学习目标】

1.知道光疏介质、光密介质、全反射、临界角的概念

.2.理解全反射的条件，能计算有关问题和解释相关现象

【课上探究】                     

知识点1：全反射及其产生条件

思考与交流

1、什么是光的全反射？

2、当光从水中射入玻璃的交界面时，只要入射角足够大就会发生全反射，这种说法正确吗？为什么？

3、在什么条件下才能发生全反射？

总结与提升

光的全反射

(1)定义：光从光密介质射入光疏介质，当入射角增大到某一角度时，折射光线将       ，只剩下反射光线的现象．

(2)条件：(1)光从光密介质射入光疏介质．(2)入射角          临界角．

(3)临界角：折射角等于90°时的入射角．若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，则sin C＝.介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小．

练习与拓展

例1如图，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(　　)

知识点2：全反射现象

思考与交流

生活中有哪些全反射现象？你能否解释这些现象？

总结与提升

1、海市蜃楼、沙漠蜃景等自然现象都是光的全反射现象。

2．全反射棱镜利用了光的全反射。

练习与拓展

例2炎热的夏天，路面看起来特别光亮，如同铺了一层水，这是为什么？

【巩固训练】

1．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

2．光在某种介质中的折射率为2，光从该介质射向空气时(　　)

A．介质的临界角是30°

B．大于或等于30°的所有角都是临界角

C．入射角大于或等于30°时都能发生全反射

D．临界角可能是60°

3. 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3所示．方框内有两个折射率n＝1.5的玻璃全反射棱镜，下图给出了两棱镜四种放置方式的示意图．其中能产生图中效果的是(　　)

图3

4．打磨某剖面如图4所示的宝石时，必须将OP、OQ边与轴线的夹角θ切磨在θ1<θ<θ2的范围内，才能使从MN边垂直入射的光线，在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况)，则下列判断正确的是(　　)

图4

A．若θ>θ2，光线一定在OP边发生全反射

B．若θ>θ2，光线会从OQ边射出

C．若θ<θ1，光线会从OP边射出

D．若θ<θ1，光线会在OP边发生全反射

5．如图2所示，夏天，在平静无风的海面上，向远方望去，有时能看到山峰、船舶、楼台、亭阁、集市、庙宇等出现在远方的空中．古人不明白产生这种景象的原因，对它作了不科学的解释，认为是海中蛟龙(即蜃)吐出的气结成的，因而叫做“海市蜃楼”，也叫蜃景．沙漠里有时也会看到远处的水源、仙人掌近在咫尺，可望而不可及，这也是“蜃景”．下列有关蜃景的说法中错误的是(　　)．

图2

A．海面上层空气的折射率比下层空气的折射率要小

B．沙面上层空气的折射率比下层空气的折射率要小

C．a是蜃景，b是景物

D．c是蜃景，d是景物

5.一半径为R的半圆柱形玻璃砖，横截面如图5所示．已知玻璃的全反射临界角γ(γ＜)．与玻璃砖的底平面成(－γ)角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上．经柱面折射后，有部分光(包括与柱面相切的入射光)能直接从玻璃砖底面射出．若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光．求底面透光部分的宽度．

参考答案

例1A

例2贴近热路面附近的空气层同热沙面附近的空气层一样,比上层空气的折射率小.从远处物体射向路面的光线发生全反射,从远处看去,路面显得格外明亮,就像刚刚下过大雨一样。

巩固训练

1.AC2.AC3.B4.D5.BCD

6.底面透光部分的宽度OE＝Rsin γ.