13.2_全反射详解
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13.2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;3.理解临界角的概念,能判断是否发生全反射,并能解决有关的问题;4.知道光导纤维及其应用。
【课前预习】1.光密介质和光疏介质不同介质的折射率不同,我们把折射率较小的介质称为________介质,折射率较大的介质称为________介质。
光疏介质与光密介质是________。
2.全反射①定义:当光从光密介质射入光疏介质时,当入射角增大到某一角度,使折射角达到________时,折射光________消失,________反射光,这种现象叫做全反射。
这时的入射角叫做________。
②发生全反射的条件:当光从________介质射入________介质时,如果入射角等于或者大于________,就会发生全反射现象。
3.临界角C①光从介质射入空气(真空)时,发生全反射的临界角C与介质的折射率n的关系是________。
②临界角:折射角等于__________时的___________角叫临界角,用C表示,1arcsinCn .【学习过程】任务一:全反射1.光疏介质和光密介质:不同介质的折射率不同,我们把折射率较小的介质叫做介质,折射率较大的介质叫做介质。
(1)对光路的影响:根据折射定律,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;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)相对性:光疏介质、光密介质是相对的。
任何两种透明介质都可以通过比较光在其中传播速度的大小或折射率的大小来判定谁是光疏介质或光密介质。
2例题分析:一束光以45求光在该介质中的折射角。
若光是以45°的入射角从该介质入空气中,折射角是多大?如果将入射角增大至60°,折射角又是多大?会有什么现象发生?3.全反射:1.现象(观察实验):光由介质射入介质时,折射角大于入射角,随着入射角增大折射光线越来越偏离法线,折射光线越来越弱,而反射光线就越来越强。
13.2 光的折射、全反射知识目标一、光的折射1.折射现象:光从一种介质进入另一种介质,传播方向发生改变的现象.2.折射定律:折射光线、入射光线跟法线在同一平面内,折射光线、入射光线分居法线两侧,入射角的正弦跟折射角的正弦成正比.3.在折射现象中光路是可逆的.二、折射率1.定义:光从真空射入某种介质,入射角的正弦跟折射角的正弦之比,叫做介质的折射率.注意:光从真空射入介质.2.公式:n=sini/sinγ,折射率总大于1.即n>1.3.各种色光性质比较:红光的n最小,ν最小,在同种介质中(除真空外)v最大,λ最大,从同种介质射向真空时全反射的临界角C最大,以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小(注意区分偏折角...)。
...和折射角4.两种介质相比较,折射率较大的叫光密介质,折射率较小的叫光疏介质.【例1】一束光从空气射向折射率n=的某种玻璃的表面,如图所示,i表示入射角,则() A.无论入射角i有多大,折射角r都不会超过450B.欲使折射角r=300,应以i=450的角度入射C.当入射角i=arctan时,反射光线与折射光线恰好互相垂直D.以上结论都不正确解析:针对A:因为入射角最大值i max=900,由折射定律sini/sinγ=n,0,故A正确.sinγ=sini/n=sin900/=/2 所以γ针对B:由sini/sinγ=n知,当r=300时sini=sinγn=×sin300=/2 所以,I=450,即选项B正确针对c:当入射角i=arctan 时,有sini/cosi=,由折射定律有sini/sinγ=n=所以cosi=sinγ,则i+r=900所以在图中,OB⊥OC.故选项C也正确.答案:ABC【例2】如图所示,一圆柱形容器,底面直径和高度相等,当在S处沿容器边缘的A点方向观察空筒时,刚好看到筒底圆周上的B点.保持观察点位置不变,将筒中注满某种液体,可看到筒底的中心点,试求这种未知液体的折射率是多大?解析:筒内未装液体时,S点的眼睛能看到B点以上部分,注满液体后,由O点发出的光线经液面折射后刚好进入眼睛,根据折射定律知:n=sini/sinγ=/2=1.58 即这种未知液体的折射率n=1.58.三、全反射1.全反射现象: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.2.全反射条件:光线从光密介质射向光疏介质,且入射角大于或等于临界角.3.临界角公式:光线从某种介质射向真空(或空气)时的临界角为C,则sinC=1/n=v/c 【例3】潜水员在折射率为的透明的海水下hm深处,向上观察水面,能看到的天穹和周围的景物都出现在水面上的一个圆形面积为S的区域内,关于圆面积S和深度h的关系正确的是( C )A、S与水深h成正比B、S与水深h成反比C、S与水深h的平方成正比D、S与水深h的平方成反比【例4】完全透明的水中某深处,放一点光源在水面上可见到一个圆形的透光平面,如果透光圆面的半径匀速增大,则光源正在( D )A、加速上升B、加速下沉C、匀速上升D、匀速下沉四、棱镜与光的色散1.棱镜对光的偏折作用一般所说的棱镜都是用光密介质制作的。
13.2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。
3.了解全反射棱镜和光导纤维的工作原理以及在生产、生活中的应用。
自主学习一、全反射1.光疏介质和光密介质2.全反射(1)概念: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,_____光完全消失,只剩下______光,这种现象叫做全反射。
(2)临界角:刚好发生全反射,即折射角等于90°时的______。
用字母C表示。
(3)发生全反射的条件①光从______介质射入______介质。
②入射角____________临界角。
(4)临界角与折射率的关系当光由介质射入空气(真空)时,sin C=______。
二、全反射棱镜截面为______的棱镜叫做全反射棱镜,其作用是改变光的传播______。
三、光导纤维1.原理利用了______射的原理。
2.构造光导纤维直径只有几微米到一百微米,由______和______两层组成,内芯的折射率比外套的______,光传播时在内芯与外套的界面上发生______。
判一判(1)密度大的介质就是光密介质。
()(2)两种介质相比较,折射率大的介质是光密介质。
()(3)光密介质和光疏介质具有绝对性。
()(4)截面是三角形的棱镜是全反射棱镜。
()(5)全反射棱镜和平面镜都是利用了光的全反射原理。
()(6)光在光纤中传播时,在内芯和外套的界面上发生全反射。
()(7)光纤通信的主要优点是容量大。
()想一想(1)只有一种介质能否确定它是光密介质还是光疏介质?(2)为什么水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮?(3)微细的光纤封装在塑料护套中,使得它能够弯曲而不至于断裂,光纤为什么要由两层介质构成?核心探究一、全反射1.光疏介质和光密介质不同介质的折射率不同,我们把折射率较小的介质称为光疏介质,折射率较大的介质称为光密介质。