人教版 (2019)选择性必修 第一册2 全反射教案配套ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册2 全反射教案配套ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了光疏介质，光密介质，全反射，答案见解析，解析如图所示等内容，欢迎下载使用。

要点一 光疏介质和光密介质对于折射率不同的两种介质，我们把折射率较小的称为___________①，折射率较大的称为___________①。要点二 全反射当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射。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，这种现象叫作_________②，这时的入射角叫作临界角。
①（1） 只有一种介质能否确定它是光密介质还是光疏介质？
[提示] 不能。光密介质、光疏介质是由确定的两种介质的折射率相比较而确定的，只有一种介质是无法比较折射率的，从而无法确定它是光疏介质还是光密介质。
（2） 光发生折射时，入射角与折射角的大小有什么关系？
[提示] 光由光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角；光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角。
② 当光从水中射向与玻璃的交界面时，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？
[提示] 不正确。要发生全反射必须是光从光密介质射向光疏介质。而水相对玻璃是光疏介质，所以不管入射角多大都不可能发生全反射。
探究点一 全反射的理解
取一枚硬币放在桌上，硬币上叠放一只空烧杯，可以明显看到杯底的硬币，如图所示。然后往烧杯内注入清水，当从烧杯侧面寻找位于杯底的那枚硬币时，却发现硬币不见了！你能解释一下硬币为什么“消失”了吗？
[提示] 其实硬币并没有消失，是由于光的全反射而使硬币变得不可见了，如图所示，来自硬币的光线从光密介质——水及玻璃射入光疏介质——空气的分界面时，由于入射角大于临界角，因此这部分光线就会被分界面全部反射。
（2）定性关系：光从光密介质射入光疏介质，光密介质的折射率越大，发生全反射的临界角就越小，越容易发生全反射。3.从能量角度理解全反射当光从光密介质射入光疏介质时，随着入射角增大，折射角也增大，同时折射光强度减弱，即折射光能量减小，反射光强度增强，即反射光能量增大，当入射角达到临界角时，折射光强度减小到零，反射光的能量等于入射光的能量。4.因为介质的折射率与光的颜色有关，所以临界角不仅与介质有关，还与光的颜色有关。
A. 只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象B. 只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象C. 不管入射角多大，光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象D. 不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象
[解析] 在界面Ⅰ上光由空气进入玻璃砖，是由光疏介质进入光密介质，不管入射角多大，都不可能发生全反射现象，A错误，C正确；在界面Ⅱ上光由玻璃进入空气，是由光密介质进入光疏介质，但是，由于界面Ⅰ和界面Ⅱ平行，光由界面Ⅰ进入玻璃后再到达界面Ⅱ，在界面Ⅱ上的入射角等于在界面Ⅰ上的折射角，故入射角总是小于临界角，因此也不可能发生全反射现象，B错误，D正确。
探究点二 全反射的应用
如图所示，自行车后面有尾灯，它虽然本身不发光，但在夜间行驶时，从后面开来的汽车发出的强光照在尾灯上，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车。那么自行车的尾灯利用了什么原理？
[提示] 利用了全反射的原理。
1.全反射棱镜横截面是等腰直角三角形的棱镜是全反射棱镜。它在光学仪器里，常用来代替平面镜，改变光的传播方向。光通过全反射棱镜时的几种方式：
⒉光导纤维：用光密介质（相对外套）制成的用来传导光信号的纤维状的装置。 （1）光纤原理：“光纤通信”利用了全反射原理。实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，一定程度上可以弯折，直径只有几微米到一百微米之间，由内芯和外套组成。
如图所示，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，使反射光的能量最强，实现远距离传送。
（2）光纤的应用：携带着数码信息、电视图像、声音等的光信号沿着光纤传输到很远的地方，实现光纤通信。
1. 如图甲所示，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，因而叫作“海市蜃楼”，也叫蜃景。如图乙所示，沙漠里有时也会看到远处的水源、仙人掌近在咫尺，可望而不可即，这也是“蜃景”。下列有关蜃景的说法中错误的是( )
（1） 鱼饵灯离水面的深度；
2. （多选）在高山湖泊边拍摄的风景照片，湖水清澈见底，近处湖面水下的树枝和池底都看得很清楚，而远处则只看到对岸山峰和绿树的倒影，水面下的景物则根本看不到。下列说法中正确的是( )A. 远处山峰的倒影非常清晰，是因为来自山峰的光线在水面上发生了全反射B. 光从空气射入水中，光的传播速度变小C. 远处水面下景物的光线到水面处，入射角较大，可能发生了全反射，所以看不见D. 来自近处水面下景物的光射到水面处，入射角较小，反射光强而折射光弱，因此有较多的能量射出水面而进入人的眼睛中
[解析] 远处山峰的倒影非常清晰，是因为山峰的光线在水面上发生了反射，但不是全反射，因为全反射只有光从光密介质射入光疏介质时才可能发生，故A错误；光线由空气射入水中，光的传播速度变小，故B正确；远处水面下景物的光线射到水面处，入射角很大，当入射角大于等于临界角时能发生全反射，光线不能射出水面，因而看不见，故C正确；近处水面下景物的光线到水面处，入射角越小，反射光越弱而折射光越强，射出水面而进入人眼睛中的能量越多，故D错误。
3. （多选）透明的水面上有一圆形荷叶，叶梗直立在水中，紧靠叶梗有一条小鱼，在岸上的人恰能看到小鱼，则( )A. 当小鱼潜深点时，人就看不见它B. 当小鱼潜深点时，人照样能看见它C. 当小鱼上浮点时，人就看不见它D. 当小鱼上浮点时，人照样能看见它
4. 自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车，尾灯由透明介质制成，其外形如图所示，下面说法正确的是( )
A. 汽车灯光从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射B. 汽车灯光从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射C. 汽车灯光从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射D. 汽车灯光从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射
[解析] 我们从题图中取一个凸起并作出一条光路如图所示。由图可知，每一部分相当于一块全反射棱镜，要想让后面的司机看到反射光，因此光只能从右侧（直边）射入，经过尾灯左表面反射回去，故C正确。
（1） 求此透明长方体的折射率；
1. （多选）下列说法正确的是( )A. 因为水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介质B. 因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质C. 同一束光，在光密介质中的传播速度较大D. 同一束光，在光密介质中的传播速度较小
2. （多选）关于全反射，下列说法中正确的是( )A. 发生全反射时，仍有折射光线，只是折射光线非常弱，因此可以认为不存在折射光线而只有反射光线B. 光从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射现象C. 光从光疏介质射向光密介质时，不可能发生全反射现象D. 水或玻璃中的气泡看起来特别亮，就是因为光从水或玻璃射向气泡时，在界面处发生了全反射
[解析] 全反射发生的条件是光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角，发生全反射时全部光线均不进入光疏介质，故A、B错误，C正确；当光线经由水或玻璃射向气泡时，由于水和玻璃的折射率均大于空气的折射率，部分光线在界面处发生全反射，所以气泡会显得特别亮，D正确。
5. 光导纤维的结构如图所示，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的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B. 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
[解析] 光导纤维是利用光从光密介质（内芯）射入光疏介质（外套）时发生全反射的现象来传递信息的。
（1） 求彩色光带的宽度；
（2） 当复色光入射角逐渐增大时，光屏上的彩色光带将变成一个光点，求θ角至少为多少时会出现这种现象。
（1） 光线经玻璃管内壁折射后从另一侧内壁下端射出，求玻璃管的长度；
（1） 玻璃球冠的折射率；
[解析] 光路图如图所示
（2） 该光线在玻璃球冠中的传播时间（不考虑光线在玻璃球冠中的多次反射）。