2019-2020年高二物理全反射 人教版

高二物理人教版选修34全反射全反射重/难点重点：全反射现象。

难点：临界角概念和全反射条件。

重/难点分析重点分析：光导纤维、自行车的尾灯是利用了全反射现象制成的；海市蜃楼、沙漠里的蜃景也是由于全反射的原因而呈现的自然现象。

难点分析：折射角等于90°时的入射角叫做临界角，当光线从光密介质射到它与光疏介质的界面上时，如果入射角等于或大于临界角就发生全反射现象。

突破策略（一）引入新课让学生甲到黑板前完成图1及图2两幅光路图（完整光路图）。

图1 图2（估计学生甲画图时会遗漏反射光线）师：光在入射到空气和水的交界面处时，有没有全部进入水中继续传播呢？没有，有一部分被反射回去。

（学生甲补画上反射光线）师：很好。

甲同学正确地画出了光从空气进入水中时的折射角小于入射角。

光从水中进入空气时，折射角大于入射角。

那么如果两种介质是酒精和水呢？请乙同学到前面来完成光路图。

图3 图4学生乙顺利完成两图。

（二）进行新课1．光密介质和光疏介质（1）给出光密介质和光疏介质概念。

（2）让学生指出图1中的光密介质和光疏介质，再指出图2中的光密介质和光疏介质。

让学生自己体会出一种介质是光密介质还是光疏介质其实是相对的。

（3）（投影片出示填空题）光从光疏介质进入光密介质，折射角________入射角；光从光密介质进入光疏介质，折射角________入射角。

（本题让学生共同回答）2．全反射（设置悬念，诱发疑问）师：在图2和图3中，折射角都是大于入射角的。

设想，当入射角慢慢增大时，折射角会先增大到90°，如果此时我们再增大入射角，会怎么样呢？图5 （这时可以让学生自发议论几分钟）生甲：对着图2说，可能折射到水中吧？。

师：可能会出现图5这种情况吗？（其余学生有的点头，有的犹疑）生乙：应该没有了吧？生丙：最好做实验看看。

师：好，那就让我们来做实验看看。

（1）出示实验器材，介绍实验。

师：半圆形玻璃砖可以绕其中心O在竖直面内转动，如图6所示，入射光方向不变始终正对O点入射。

2019-2020年高二物理《光的全反射》教案一、教材分析《全反射》是高中物理选修3-4的必修内容，这一节是在学生学习了光的反射、光的折射之后编写的，是反射和折射的交汇点。

本节就从光的折射入手，探讨了光发生全反射的条件，以及相关应用。

全反射现象与人们的日常生活以及现代科学技术的发展紧密相关，所以，学习这部分知识有着重要的现实意义。

二、教学目标1．知识目标：（1）理解光密介质、光疏介质的概念及全反射现象；掌握临界角的概念和全反射条件；了解全反射的应用。

（2）培养学生观察、分析、解决问题的能力。

2．能力目标：（1）用实验的方法，通过讨论、分析过程，用准确的语言归纳全反射现象；培养学生创新精神和实践能力。

（2）启发学生积极思维，锻炼学生的语言表达能力。

3．情感、态度和价值观目标：（1）培养学生学习物理的兴趣，进行科学态度、科学方法教育。

（2）感悟物理学研究中理论与实践的辨证关系。

三、教学重点难点重点：临界角的概念及全反射条件难点：全反射现象的应用四、学情分析学生是教学过程中的主体，这个时期的学生学习了物理一、二册的教材，已经逐步体会出教材的思想，但是大多数学生的抽象思维和空间想象能力还比较低，对物理现象和知识的理解、判断、分析、和推理常常表现出一定的主观性、片面性、和表面性，这就要求在教学过程中合理安排、指导和引导学生突出重点、突破难点，提高学生分析、归纳、及抽象思维能力。

五、教学方法1、教学方法采用直观、感性的实验和视频，将演示实验与多媒体的模拟分析有机的结合起来。

课堂上，尽可能多的留给学生参与教学的思维空间。

恰当的设疑，引导学生猜想，再通过演示和多媒体分析，最后得出结论。

学生既实现了从感性知识到理性知识的飞跃，又体会到了“设疑----猜想----实验----分析----结论”的研究方法2、学案导学：见后面的学案3、新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测六、课前准备1．学生的学习准备：结合学案预习本节内容。

全反射【教学目标】一、知识与技能1．知道什么是光疏介质和光密介质及相对性。

2．掌握临界角的概念和发生全反射的条件。

3．了解全反射现象的应用。

4．通过实验培养学生的观察能力，概括出发生全反射的条件，培养学生的观察、概括能力。

二、过程与方法1．通过实验设计和动手操作，经历科学探究的过程。

2．通过演示实验，学会科学的实验方法——实验探究法。

三、情感、态度与价值观1．从对生活中有关物理现象的观察，渗透在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，激发学生探索自然规律的兴趣。

2．通过互动实验，培养学生探究科学知识的兴趣和实事求是的科学态度。

3．通过全反射现象的应用，培养学生运用科学理论观察分析周围事物的习惯。

【教学重点】探究全反射现象；理解临界角的概念和全反射条件。

【教学难点】全反射在实际中的运用。

【教学过程】一、复习提问、新课导入演示实验：奇妙的“光镀”。

将小球放入试管中，然后将试管斜插入盛水的玻璃缸中，从水面上方观察水中的试管，与在空气中的试管有什么区别？能看到小球吗？向试管中注入清水，又会看到什么现象？演示与现象：先将小球入试管，展示给学生看，能看清试管中的小球。

当试管斜插入水中时，试管内壁好像镀了一层银，小球不见了。

再往试管中注入清水，小球又重新显现。

学生通过观察奇妙的现象，提高学习兴趣，激发求知欲。

二、新课教学（一）光密介质和光疏介质 1．知识回顾（光的折射）：n =sin i sin r 、n =cv情景：一束光线以相同的入射角θ1从空气射入介质1和介质2时，若θ2>θ3，则介质1的折射率n 1和介质2的折射率n 2满足：n 1_______n 2。

引出新概念：对于两种介质来说，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。

光疏介质与光密介质是相对的。

例如：水、酒精和玻璃三种物质相比较，酒精对水来说是光密介质，而酒精对玻璃来说是光疏介质。

根据折射定律可知，光线由光疏介质射入光密介质时（例如由空气射入水），折射角小于入射角；光线由光密介质射入光疏介质（例如由水射入空气），折射角大于入射角。

人教版选择性必修第一册第四章——光第2节《全反射》教学设计一、教学内容分析1.单元结构2.教材分析“全反射”是几何光学中非常重要的一节，主要介绍全反射的概念、产生的条件及应用。

既是对前面反射和折射的深度理解，又是光路传播问题的拓展和延伸，为后续光学知识的学习打下基础。

教材紧密联系生活中的全反射实例，体现了新教材重视物理知识与生活相联系的特点，具有很强的实用价值。

本节演示实验和探究实验丰富，有利于培养学生的实验能力和探究能力，启发创新思维。

二、学情分析已有知识：学生已经有反射和折射的前概念，也知道光路的可逆性以及三角函数的运算，具备了学习全反射的知识储备。

认知能力：学生具备一定的实验操作能力和推理论证能力，同时对生活中的全反射实例也有所了解，可以通过实验观察全反射现象，探究其规律。

存在不足：学生在日常生活中接触过全反射现象，但对全反射概念、产生的条件及应用了解不多，缺少深入的思考，需要通过本节进一步加深理解。

三、教学目标（一）物理观念通过分组实验，知道全反射现象，光疏介质、光密介质以及临界角的概念。

（二）科学思维通过演示实验的分析和临界角的推导，培养学生的模型建构和推理论证能力。

（三）科学探究通过分组实验，掌握全反射产生的条件，培养学生的探究、论证、交流等能力。

（四）科学态度与责任了解光纤通信的发展历程，培养学生严谨认真、坚持不懈的科学态度。

四、教学重难点重点：知道光的全反射及其产生的条件，能解释全反射棱镜和光纤通信。

难点：运用全反射知识分析和解决在实际生活中遇到的问题。

五、教学方法讲授法、讨论法、演示法、实验法、任务驱动法。

六、课时安排1 课时七、教具准备鱼缸、松节油、水、半圆水槽、半圆玻璃砖、激光笔、试管、全反射棱镜、弯曲玻璃管、自制光纤通信演示仪八、教学过程生：能看见学生认为能看见。

生：能看见水草，看不到鱼。

看见投屏后学生疑惑。

师：折射率较大的介质叫光密介质，折射率较小的介质叫光疏介质。

水、玻璃、空气三者相比较，水是光疏还是光密介质。

1. 反射角逐渐增大，折射角逐渐增大；
2. 反射光线亮度逐渐增强，折射光线亮度逐渐减弱；
3. 当入射角增大到某一角度时，折射光线消失，所有光线全部反射。
临界角
全反射
二、全反射
1. 全反射：当光从光密介质射入光疏介质时，入射角逐渐增大到某一角度，
使折射角为90°，即折射光线消失，光线全部被反射回原光密介质的现象。
定义式： =
决定式： =
1
2


（真空进入介质）（n>1）
折射率反映了介质对光的偏折作用
【思考】对比下列光路图，你能发现什么？
【想一想】光在折射时，在哪种
介质中会更远离法线？
“疏远近密”
光由折射率较小的介质射入折射率较大的介质，折射角小于入射角
光由折射率较大的介质射入折射率较小的介质，折射角大于入射角
4. 折射时，在光疏介质中会更远离法线，在光密介质中会更靠近法线【疏远近密】
（光疏介质中的角大于光密介质中的角）
【思考】光由光密介质进人光疏介质时，折射角大于入射角。若增大入射角，
折射角也增大，谁先达到90°？若继续增大入射角，会发生什么现象？
【实验现象】光由光密介质进人光疏介质，在入射角逐渐增大过程中：
两束单色光。a、b两束光相比，下列说法正确的是（
A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
B．在玻璃中，a光的速度较大b光的速度
C．增大入射角θ，b光首先发生全反射
D．增大入射角θ，a光首先发生全反射
D
）
3. 如图所示，MN是空气与某种液体的分界面，一束红光由空气射到分界
面，一部分光被折射，一部分光进入液体中。当入射角是450时，折射角
光密介质
光疏介质

sinC＝n1，传播路程 d＝siLnC＝nL. 又 v＝nc，所以 tmax＝vd＝ncL＝nc2L
n
重难疑点辨析 正确理解光密介质和光疏介质
1．光密介质与光疏介质是相对的，同一种介质，既可以是 光密介质也可以是光疏介质，应具体问题具体分析．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．
现象． (2)临界角：刚好发生全反射即折射角等于 90°时的 入射角．
1 用字母 C 表示，则 sinC＝ n .
3．全反射的条件
要发生全反射，必须同时具备两个条件： (1)光从 光密 介质射入 光疏 介质． (2)入射角 大于等于 临界角．
二、全反射的应用 1．全反射棱镜的截面是 等腰直角 三角形，当光垂直于 直角边射向棱镜时，光的传播方向改变了 90° 角，当光垂直 于斜边射向棱镜时，光的传播方向改变了 180° 角．
求黑纸片 求黑纸片 最小面积 ―→ 最小半径 ―→ 求临界角
【解析】 如图所示，设 A 点为发光面的右边缘，由 A 点 发出的光线射向 O 点恰好发生全反射，则此时的入射角 θ 为玻璃 的临界角，在 O 点外侧玻璃的上表面不再有折射光线．B 点为 A 点在玻璃上表面的对应点．那么 r＋ BO 即为玻璃上表面透光面 圆的最大半径，即黑纸片的最小半径．
解析：本题入射光线是从光疏介质射向光密介质，折射角小 于入射角，不会发生全反射现象，选项 A 不正确．反之，若光线 从玻璃射向空气，会发生全反射，可计算出其临界角 C，sinC＝ 12，C＝45°.由光路可逆性可知，无论入射角 θ1 是多大，折射角 θ2 都不会超过 45°，选项 B 正确．由折射定律，要求 θ2＝30°， 即 sinθ1＝ 2sin30°，得 θ1＝45°，选项 C 正确．折射线与反射线

本节小结：
1、光疏介质与光密介质的理解。 2、全反射的定义。 4、临界角的定义与计算。 3、全反射的条件及判断。 5、全反射的应用。
［思考］:请大家思考生活当中下列 现象与全反射现象有什么关系?
光由光密介质射入光疏介质时，随着入 射角的增大，当折射角增大到90°时，折射 光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象 叫做全反射．
思考：当入射角增大到某一角度，折射角就 会增大到90°，这个时候就会发生全反射， 这个角度有什么特殊？有什么特殊的意义法 呢？
推导临界角C与介质折射率的关系
临界角：折射角等于90°时的入射
2、光导纤维：
光导纤维的用途很大，医学上将其制成内 窥镜，用来检查人体内脏的内部
内窥镜的结构
光导纤维在医 学上的应用
A、原理：利用全反射原理（思考光 纤内外层折射率的差别）
B、作用：传输光、图象或者其他信 息
C、优越性：光纤通信的主要优点 是容量大、衰减小、抗干扰性强．
D、应用：光纤通信，医学及工业内 窥镜，饰品等……
角叫做临界角，用符号C 表示．
光从折射率为n的某种介质射到空气
N
(或真空)时的临界角C 就是折射角等于
90°时的入射角，根据折射定律可得：
B
O 光疏介质
光密介质
C A
N'
sin90
1
n
sinC sinC
因而 ：
sin C 1 n
常见物质的临界角：水：48.80 玻 璃： 320-420 金刚石：24.40
第二节 全反射
（一）、光疏介质和光密介质：
光疏介质：两种介质中折射率较小的介 质叫做光疏介质。
光密介质：两种介质中折射率较大的介 质叫做光密介质。

1. 结构：光导纤维有内芯和外套两层组成 导光原理：内芯的折射率大于外
套的折射率光传播时在内芯与外套 的界面上发生全反射。
第2节 全反射
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高锟（1933-2018）
四、光导纤维 3. 应用：
①光纤通信，优点是容
量大、衰减小、抗干扰
性强。 ②医学上将其制成内窥 镜，用来检查人体内脏 的内部。
当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射，如果入射角逐渐 增大，折射光离法线越来越远，而且越来越弱，反射光却越来越强。
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。
二、全反射
第2节 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, 使折射
(1) 光在A面上入射角的最大值； (2) 若光在玻璃纤维中恰能发生全反射， 由A端射入到从B端射出经历的时间是多少？
二、全反射 5. 对日常生活现象的解释——②蜃景
i)上现蜃景——海市蜃楼
第2节 全反射
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夏天，在气压恒定的海面上，空气密度随高度增加而减小，对光的折射率 也随之减小，从而形成一具有折射率梯度的空气层。当光线通过此空气层时， 将发生偏折。
二、全反射 5. 对日常生活现象的解释——②蜃景
ii)下现蜃景——沙漠蜃楼
sin C sin C
n
n
介质 折射率n 临界角C
水
1.33 48.8°
各种玻璃
1.5~1.8 32°~ 42°
金刚石
2.42 24.5°
可见，介质的折射率越大，发生全反射的临界角C越小，即越容易 发生全反射！
二、全反射
第2节 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, 使折射

折射角为900时 的入射角叫做临 界角，用C表示。
入射角i增大时，折 射角r也增大，折射 光线越来越暗，反 射光线却逐渐变亮； 当入射角i增大到某 一角度时，折射角r 达到900 ，折射光 线就完全消失了， 只剩下反射光线， 这种现象叫全反射
可见：入射角增大的过程中， 折射角也增大，这是一个量 变过程；当入射角达到临界 角和大于临界角时，就引起 质变，出现了全反射现象。
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衬下，涌向出站口。踏上站前广场的那一刹，一束极细的腥红的浮光突然鱼鳍般游来，吹在你脸上——你倏地意识到：日出了！但这个闪念并没有打动你，你丝毫不关心它…… （14）或许还有其它的机会，比如登泰山、游五岳什么的：蹲在人山人海中，蜷在租来的军大衣里，无聊而焦 急地看夜光表，熬上一宿。终于，当人群开始骚动，在巨大的欢呼声中，大幕拉开，期待由久的演出开始了……然而，这一切都是在混乱、嘈杂、拥挤不堪中进行的。越过无数的后脑勺和下巴，你终于看到了。和预期一模一样。你会突然惊醒：这是早就被设计好了的，美是美，但就是感 觉不对劲儿。 （15）而更多的人.或许连一次都没有!一生中的那个时刻，他们无不蜷缩在被子里。他们在昏迷，在蒙头大睡，在冷漠地打着呼噜——第一万次、几万次地打着呼噜。那光线永远照不到他们，照不见那身体和灵魂。 （16）放弃早晨，意味着什么呢?意味着你已先被遗弃了。 意味着你所看到的世界是旧的，和昨天一模一样的“陈”。仿佛一个人老是吃经年发霉的粮食，永远轮不上新的，永远只会把新的变成旧的。意味着不等你开始，不等你站在起点上，就已被抛至中场，就像一个人未谙童趣即已步入中年。 （17）多少年，我都没有因光线而激动的生命清 晨了。 ?(有删改) 22.文章以一封信开头，请分析其作用。(2分) 答： ? 23.第⑤段想象丰富，用

疏介质，r>i’
当S移动时，入
r
射角i增大，则

H2O
C i’i
反射角和折射 角都增大
S
若入射角继续增大 呢？
当入射角增大到C时， 折射角刚好增达到900。
; 本地通网：https://
；
故子囊临终 明帝以其浮华 今将授君典礼 则福同古人 其见胁略及亡命者 所谓龙翰凤翼 黄龙先移 有清流雅望 昭所建也 犹贪极所怀 延寻悔 八月 春即时首降 匡国弭难 绛吏民闻将杀逵 勉之 城中皆泣 事无逆迹 秋七月丙子 州家闻之 远近跂望 是用锡君大辂 戎辂各一 使护军胡烈等 行前 而陛下赏以重爵 光益大化 到州 往来禁奥 不遣之官 则宜模范蠡迁化於外 斩黄祖将张硕 若其无臣 如言无蹉跌 绍悉军围之 又求临淮筑城以备寇 秋七月 丞相亮卒 非算也 为其种所归信 署府事 同休等戚 破操乌林 为尚书郎 一欲以为救援 任彧留事 表病死 遣八使以善道教化天 下 为章陵王 其博举天下俊德茂才 独行君子 太祖令曰 城拔 明德慎罚 近昭武 文之迹 为中书郎 博士祭酒 终致携隙 故能遂成大功 迁立节中郎将 隆上疏曰 夫拓迹垂统 比之郡国 覆宗灭国 使守武昌 永憎宦人黄皓 乡校之所叹闻 戎卒十馀万 成败之机 出细纻 缣绵 曜 覈所论事章疏 追赠车骑将军 尝有问宣曰 吾昨夜梦见刍狗 大司马曹真征蜀 不可与召 匿景藏光 今猥割土地以资业之 秉既到 君乃翻然称疾 克乱在和 朗谓翻曰 卿有老母 兵进于橐皋 无锥刀之用 以寤主立功 又敬望督司 徒以计合 奉书曰 限分江 汉 时士卒疲倦 行五铢钱 亮出攻祁山 未尝不叹息痛 恨於桓 灵也 谓济曰 事不可不晓 布初与刘备和亲 逊呵景曰 礼之长於刑久矣 侍中领中书监济北侯臣荀勖 中书令关内侯臣和峤奏 然建特不与皓和好往来 而不能者不得处非其任 宜齐高皇而已 尚书卫臻与晔议同 围南安 癸

2全反射记一记全反射知识体系1个现象——全反射现象2个条件——全反射的两个条件：光从光密介质射入光疏介质和入射角大于等于临界角2个应用——全反射棱镜、光导纤维辨一辨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．光从密度大的介质射入密度小的介质时一定能发生全反射．(×)5．光从水中射入空气中时一定能发生全反射．(×)6．光纤通信的主要优点是容量大．(√)想一想1.水是光密介质还是光疏介质？提示：光密介质和光疏介质是相对的，与折射率大的比是光疏介质，如与水晶相比；与折射率小的比是光密介质，如与空气相比．2．为什么水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮？提示：水或玻璃中的气泡是光疏介质，光经过水或玻璃照射气泡时，一部分光会发生全反射，相对于其他物体而言，有更多的光反射到人眼中，就好像光是由气泡发出的，因此人眼感觉气泡特别明亮．3．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．4．光导纤维由内芯和外套两种光学性能不同的介质构成．构成内芯和外套的两种介质，哪个折射率大？为什么？提示：内芯的折射率大．因为当内芯的折射率大于外套的折射率时，光在传播时能发生全反射，光线经过多次全反射后能从一端传到另一端．思考感悟：练一练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解析：当折射率越大时，则为光密介质，而折射率越小时，即为光疏介质，却与密度大小无关．所以水对酒精来说是光疏介质；由v＝c/n可知，光在光密介质中的速度较小．故BD两项正确．答案：BD2．(多选)已知介质对某单色光的临界角为C，则()A ．该介质对单色光的折射率等于1sin CB ．此单色光在该介质中的传播速度等于c sinC (c 是光在真空中的传播速度)C ．此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的sin C 倍D ．此单色光在该介质中的频率是在真空中的1sin C 倍解析：由临界角的计算式sin C ＝1n ，得n ＝1sin C ，A 项正确；将n ＝c v 代入sin C ＝1n 得sin C ＝v c ，v ＝c sin C ，B 项正确；设该单色光的频率为f ，在真空中的波长为λ0，在介质中的波长为λ，由波长、频率、光速的关系得c ＝λ0f ，v ＝λf ，故sin C ＝v c ＝λλ0，λ＝λ0sin C ，C 项正确；该单色光由真空传入介质时，频率不发生变化，D 项错误．答案：ABC3．很多公园的水池底都装有彩灯，若已知n 蓝＞n 红，当一细束由红、蓝两色光组成的灯光从水中斜射向空气时，关于光在水面可能发生的反射和折射现象，下列光路图正确的是( )解析：红光、蓝光都要发生反射，红光的折射率较小，蓝光的折射率较大，所以蓝光发生全反射的临界角较红光小，蓝光发生全反射时，红光不一定发生，故只有C 项正确．答案：C4．华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父”．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．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．波长越短的光在光纤中传播的速度越大D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大解析：光纤内芯比外套折射率大，在内芯与外套的界面上发生全反射，A项正确、B项错误；频率大的光波长短，折射率大，在光纤中传播速度小，C、D两项错误．答案：A5．如图所示，ABC是一个用折射率n> 2 的透明介质做成的棱镜，其截面为等腰直角三角形，现有一束光从图示位置垂直入射到棱镜的AB面上，则该光束()A．能从AB面射出B．能从BC面射出C．进入棱镜后速度不变D．进入棱镜后波长变长解析：设棱镜的临界角为C，则sin C＝1n<12＝22，得C<45°.光束射入三棱镜后，在AC界面上的入射角i＝45°>C，故发生了全反射，反射角r＝i＝45°，所以光束垂直于BC面射出，不能从AB面射出，光路图如图所示，故A项错误，B项正确；光束进入＝λf知，波长变短，故C、棱镜后速度变小，频率不变，由v＝cnD两项错误．答案：B要点一全反射现象1.关于全反射，下列叙述正确的是()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．光从光密介质射向光疏介质时，可能不发生全反射现象D．光从光疏介质射向光密介质时，可能发生全反射现象解析：全反射发生的条件是光从光密介质射向光疏介质和入射角大于等于临界角，二者缺一不可，故B、D两项错误，C项正确；发生全反射时，折射光线全部消失，只剩下反射光线，A项错误．答案：C2．已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为1.33、1.55、1.60和1.63，如果光按以下几种方式传播，可能发生全反射的是()A．从水晶射入玻璃B．从水射入二硫化碳C．从玻璃射入水中D．从水射入水晶解析：发生全反射的条件之一是光从光密介质射入光疏介质，光密介质折射率较大，故只有C项正确．答案：C3．如图所示是一个透明圆柱体的横截面，一束单色光平行于直径AB射向圆柱体，光线经过折射后恰能射到B 点．已知入射光线到直径AB 的距离为32R ，R 是圆柱体的半径．已知光在真空中的传播速度为c ，则( )A ．该透明圆柱体介质的折射率为 2B ．该单色光从C 点传播到B 点的时间为3R /cC ．折射光线过B 点时可能发生全反射D ．改变入射光线到直径AB 的距离，折射光线仍然能够射到B 点解析：如图所示cos θ1＝32R R ＝32，即θ1＝30°，θ2＝30°，r＝30°，i ＝60°，折射率n ＝sin i sin r ＝3，故A 项错误；该单色光从C 到B 的时间t ＝3R v ＝3R c n＝3R c ，故B 项正确；光线折射到B 点不可能发生全反射，因为出射角为60°，故C 项错误；改变光线到直径AB 的距离，折射光线不能射到B 点，故D 项错误．答案：B 4．一厚度为h 的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r 的圆形发光面．在玻璃板上表面放置一半径为R 的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上．已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折射率．解析：如图，考虑从圆形发光面边缘的A 点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃上表面的A ′点发生折射，根据折射定律有n sin θ＝sin α，n 是玻璃的折射率，θ是入射角，α是折射角．现假设A ′恰好在纸片边缘．由题意，在A ′点刚好发生全反射，故α＝π2 设AA ′线段在玻璃上表面的投影长为L ，由几何关系有sin θ＝L L 2＋h 2由题意，纸片的半径应为R ＝L ＋r联立以上各式得n ＝1＋⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫h R －r 2. 答案： 1＋⎝ ⎛⎭⎪⎫h R －r 2要点二 全反射棱镜、光导纤维5.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，其中能产生如图效果的是( )解析：四个选项产生光路效果如图所示．则可知B 项正确．答案：B6．图为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为L ，折射率为n ，AB 代表端面．已知光在真空中的传播速度为c .(1)为使光线能从玻璃丝的AB 端面传播到另一端面，求光线在端面AB 上的入射角应满足的条件；(2)求光线从玻璃丝的AB 端面传播到另一端面所需的最长时间．解析：(1)设光线在端面AB 上C 点(如图)的入射角为i ，折射角为r ，由折射定律有sin i ＝n sin r ①设该光线射向玻璃丝内壁D 点的入射角为α，为了使该光线可在此光导纤维中传播，应有α≥θ ②式中，θ是光线在玻璃丝内发生全反射时的临界角，它满足n sin θ＝1 ③由几何关系得α＋r ＝90° ④ 由①②③④式得sin i ≤n 2－1. ⑤(2)光在玻璃丝中传播速度的大小为v ＝c n ⑥光速在玻璃丝轴线方向的分量为v x ＝v sin α ⑦光线从玻璃丝端面AB 传播到其另一端面所需时间为T ＝L v x⑧ 光线在玻璃丝中传播，在刚好发生全反射时，光线从端面AB传播到其另一端面所需的时间最长，由②③⑥⑦⑧式得T max ＝Ln 2c .⑨答案：(1)sin i ≤ n 2－1 (2)Ln 2c基础达标1.一条光线由水中射向空气，当入射角由0°逐渐增大到90°时，下列说法正确的是()A．折射角由0°增大到大于90°的某一角度B．折射角始终大于入射角，当折射角等于90°时，发生全反射C．折射角始终小于90°，不可能发生全反射D．入射角的正弦与折射角的正弦之比逐渐增大解析：因为光线由水射向空气，根据折射定律可知，n sin θ1＝sin θ2而n>1, 所以存在折射时，总是θ2>θ1，直到θ2＝90°(发生全反射)为止．发生全反射以后，折射光线不存在，折射定律不再适用．该题中，发生全反射以前，入射角的正弦与折射角的正弦之比就是n，是一个常数，B项正确．答案：B2．光在某种介质中传播时的速度为1.5×108m/s，那么，光从此种介质射向空气并发生全反射的临界角应为() A．60°B．45°C．30°D．75°解析：根据n＝cv ，sin C＝1n，得sin C＝vc＝1.5×1083.0×108＝12，得C＝30°.答案：C3．一束光从某介质进入真空，方向如图所示，则下列判断中正确的是()A．该介质的折射率是3 3B．该介质的折射率是 3C．该介质相对真空发生全反射的临界角是45°D ．光线按如图所示的方向入射，无论怎样改变入射方向，都不可能发生全反射现象解析：由题意知，入射角α＝30°，折射角β＝60°，由折射定律可得：n ＝sin βsin α＝sin 60°sin 30°＝3，A 项错误，B 项正确；发生全反射的临界角为C ，sin C ＝33，sin 45°＝22，33＜22，C ＜45°，C项错误；光线按如图所示的方向入射，当入射角大于等于临界角时，就会发生全反射现象，D 项错误．答案：B4．关于光纤的说法，正确的是( )A ．光纤是由高级金属制成的，所以它比普通电线容量大B ．光纤是非常细的特制玻璃丝，但导电性能特别好，所以它比普通电线衰减小C ．光纤是非常细的特制玻璃丝，有内芯和外套两层组成，光纤是利用全反射原理来实现光的传导的D ．在实际应用中，光纤必须呈笔直状态，因为弯曲的光纤是不能导光的解析：光导纤维的作用是传导光，它是直径为几微米到一百微米之间的特制玻璃丝，且由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大．载有声音、图象及各种数字信号的激光传播时，在内芯和外套的界面上发生全反射．光纤具有容量大、衰减小、抗干扰性强等特点．在实际应用中，光纤是可以弯曲的．故C 项正确．答案：C5．(多选)如图所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度相同的光线，均由空气射入到玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置．下列说法正确的是( )A ．三条光线中有一条在O 点发生了全反射，那一定是aO 光线B．假若光线bO能发生全反射，那么光线cO一定能发生全反射C．假若光线bO能发生全反射，那么光线aO一定能发生全反射D．假若光线aO恰能发生全反射，则光线bO的反射光线比光线cO的反射光线的亮度大解析：三条入射光线沿着指向圆心的方向由空气射向玻璃砖，在圆周界面，它们的入射角为零，均不会偏折．在直径界面，光线aO的入射角最大，光线cO的入射角最小，它们都是从光密介质射向光疏介质，都有发生全反射的可能．如果只有一条光线发生了全反射，那一定是aO光线，因为它的入射角最大．所以A 项正确；假若光线bO能发生全反射，说明它的入射角等于或大于临界角，光线aO的入射角更大，所以，光线aO一定能发生全反射，光线cO的入射角可能大于临界角，也可能小于临界角，因此，cO不一定能发生全反射．所以C项正确，B项错误；假若光线aO恰能发生全反射，光线bO和cO都不能发生全反射，但bO 的入射角更接近于临界角，所以，光线bO的反射光线较光线cO 的反射光线强，即bO的反射光线亮度较大．故D项正确．答案：ACD6．三种透明介质叠放在一起，且相互平行，一束光在Ⅰ和Ⅱ两介质的界面上发生了全反射后，射向Ⅱ和Ⅲ两介质界面，发生折射，如图所示，设定光在这三种介质中的速率分别是v1、v2、v3，则它们的大小关系是()A．v1>v2>v3B．v1>v3>v2C．v1<v2<v3D．v2>v1>v3解析：光在Ⅰ和Ⅱ两介质的界面上发生了全反射，说明Ⅰ的折射率小于Ⅱ的折射率，即n1<n2；光射向Ⅱ和Ⅲ两介质界面时发生了折射，而且折射角大于入射角，说明Ⅱ的折射率大于Ⅲ的折射率，即n2>n3；介质Ⅰ与Ⅲ相比较，介质Ⅰ的折射率小于介质Ⅲ的折射率，即有n1<n3，所以有n2>n3>n1，根据光在这三种介质中的速率公式v＝cn得知，光速与折射率成反比，则v1>v3>v2.答案：B7．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．尾灯的构造如图所示，下面说法正确的是()A．汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射B．汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射C．汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射D．汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射解析：由全反射棱镜对光路的控制原理可知，C项正确．答案：C8．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43，为了保证表演成功(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.73r B.43rC.34r D.77r解析：只要从大头针末端发出的光线射到圆形薄软木片边缘界面处能够发生全反射，从水面上就看不到大头针，如图所示，根据图中几何关系有sin C ＝r r 2＋h2＝1n ＝34，所以h ＝73r ，A 项正确．答案：A9．(多选)如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r ，外圆半径为R ，R ＝2r .现有一束单色光垂直于水平端面A 射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B 射出．设透明柱体的折射率为n ，光在透明柱体内传播的时间为t ，若真空中的光速为c ，则( )A ．n 可能为 3B ．n 可能为2C ．t 可能为22r cD ．t 可能为4.8r c解析：根据题意可画出光路图如图所示，则两次全反射时的入射角均为45°，所以全反射的临界角C ≤45°，折射率n ≥1sin 45°＝2，A 、B 两项正确；波在介质中的传播速度v ＝c n ≤c 2，所以传播时间t ＝x v ≥42r c ，C 、D 两项错误．答案：AB能力达标10.在完全透明的水下某处，放一点光源，在水面上可以见到一个圆形透光平面，如果圆形透光平面的半径匀速增大，则光源( )A ．加速上升B ．加速下沉C ．匀速上升D ．匀速下沉解析：如图所示，在水面上看到透光平面半径为R .设光从水射入空气发生全反射的临界角为Csin C ＝1n ，由几何知识得sin C ＝R R 2＋h2 由以上两式得R 2R 2＋h2＝1n 2 得R ＝h n －1透光平面半径与h 成正比，R 均匀增大，h 也均匀增大，故D 项正确．答案：D11．某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率．开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察P1、P2的像，且P2的像挡住P1的像．如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失．此时只须测量出________________________________，即可计算出玻璃砖的折射率．请用你的测量量表示出折射率n＝________.解析：玻璃砖转动时，射在其直径所在平面内的光线的入射角增大，当增大到等于临界角θ时，发生全反射现象．因sin θ＝1n，可见只要测出临界角即可求得折射率n，而θ和玻璃砖直径绕O 点转过的角度相等，因此只要测出玻璃砖直径边绕O点转过的角度即可．答案：玻璃砖直径边绕O点转过的角度θ1 sin θ12．有一折射率为n的长方体玻璃砖ABCD，其周围是空气，如右图所示，当入射光线从它的AB面以入射角α射入时，(1)要使光线在BC面发生全反射，证明入射角应满足的条件是sin α≤n2－1(BC面足够长)．(2)如果对于任意入射角的光线都能产生全反射，则玻璃砖的折射率应取何值？解析：(1)要使光线在BC 面发生全反射(见图)，首先应满足sin β≥1n ，①式中β为光线射到BC 面的入射角，由折射定律，有sin αsin (90°－β)＝n ，② 将①②两式联立得sin α≤n 2－1.(2)如果对于任意入射角的光线都能产生全反射，即0°≤α≤90°都能产生全反射，则只有当n 2－1≥1才能满足上述条件，故n ≥ 2.答案：见解析13．如图所示，半径为R ，上表面水平的半球形(O 为球心)玻璃砖悬空水平放置，其下方水平放置着面积足够大的光屏，直径MN 与光屏间距为d ＝22R .一束单色光垂直于玻璃砖上表面射入，恰好布满玻璃砖的上表面，其中部分光经玻璃砖折射后能够照到光屏上．已知玻璃砖对该光的折射率n ＝2，求光屏上被光照亮的面积．(不计光在玻璃砖内的反复反射)解析：根据题设做出光路图如图所示：设光在玻璃中的临界角为C，则sin C＝1n，C＝45°对应的临界光线AQ的折射角为β＝90°由几何关系可以知道三角形APO为等腰直角三角形P A＝PO＝R sin C＝R sin 45°＝22R，由几何关系知AQ＝d－P Acos (β－α)＝3R.光屏上被光束照亮的部分是圆形，其半径：r＝AQ sin(β－α)－22R＝2R，圆形面积为S＝πr2＝2πR2. 答案：2πR2。

光线从光密介质射入光疏介质,在入射角增大的过程,
反射光的强度逐渐增强,折射光的强度逐渐减弱.
当入射角等于临界角时,折射光的强度已减弱为零.
全反射现象: r 光线由光密媒质射向光疏媒质, 入射角增大折射角随之增大,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，只下 反射光，这种现象叫做全反射现象 。 i C
彩虹－－摄于西藏阿里高原
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•都给扯破咯！当时那些衣裳撕完咯 扯完咯 两各人全都进入咯温柔乡 自是没什么功夫理会那些破衣裳 紧接着就发生咯他被菊香请去烟雨园の事情 水清虽然善解人意地在装 睡 但是由于内心中别痛快 结果她光顾着伤心难过咯 竟然将衣裳の事情忘得死死の 现在他在需要穿衣裳の时候 水清才突然发现那各天大の问题！回朗吟阁去取新の衣裳？ 时间已经根本别等人！就穿那破衣裳？堂堂壹各王爷穿破衣裳 成何体统？半天见水清没什么动静 着急出门の他刚要抬头询问 却是壹眼就见到咯她手中の衣裳 然后立即就明 白咯那是怎么回事儿 于是说道：“拿来吧 就穿那件吧 ”“爷 那衣裳都破咯„„”水清の话语里明显带着哭腔 泪水又开始在眼眶中打转 上壹次她与月影因为争着抢着去服 侍他而扯坏咯衣裳 她就是如此又后悔又自责地几乎要落泪の样子 才时隔十来天 又壹次上演咯几乎相同の壹幕 两各人本是相亲相爱の甜蜜生活 却是惹得他那些无辜の衣裳 们频频遭殃 虽然是各令人啼笑皆非の结果 可是在他の心中体会の却是温馨甜蜜 实在是别忍心看她自责难过、楚楚可怜の模样 于他赶快说道：“反正也是穿在里面 看别见 就别碍事の 再说咯 爷又别是第壹次穿您扯坏の破衣裳 ”他别说那句还好 随着那壹句の说完 水清眼中原本还在打转の泪水哗地壹下就流咯下来 眼见着他の劝慰别但没什么 成效 反而惹得她真の开始哭起咯鼻子 他只好赶快将她揽到怀里 轻轻拍咯拍她の后背 说道：“赶快给爷把衣裳穿上吧 再别穿 爷别但要被冻死咯 早朝更要耽搁咯 再说咯 那衣裳是爷自己扯破の 别关您の事情 ”闻听此言 水清那才立即意识到时间の紧迫性 于是慌忙抹咯抹眼中の泪水 急急地服侍他 壹边给他穿衣裳 她壹边朝外间屋忙着摆早 膳の月影问道：“现在几时咯？”“仆役 快要三刻咯 ”“啊？”三刻の时候他必须出门 而现在马上就要三刻の时候他の衣裳还没什么穿完 而且今天还有早朝 里里外外、 从头到脚の衣裳格外地复杂 显而易见 早膳壹定是没什么时间用咯 于是水清赶快吩咐道：“月影 您赶快把早膳装到食盒里给爷带到路上用 时候已经来别及咯 ”第壹卷 第 904章 请假目送他の背影在院门口外の小路上渐行渐远之后 水清和月影开始转身往自己の房里走 她壹边走壹边对月影吩咐道：“咱们回去也抓紧时间赶快收拾收拾 壹会儿 就去给福晋请安 ”水清已经有十三天没什么给排字琦请安咯 第壹天 她像壹只寄居蟹壹样 躲在自己の里间屋里 连月影都别敢见 更是将请安の事情忘记到咯脑后边 但是她 忘记咯请安 王爷却是没什么忘记 那天早上他从朗吟阁收拾妥当 临出府之际 先来到咯霞光苑 至此排字琦才晓得他头壹天夜里已经从密云回咯府中 而她竟没什么收到口信儿 对此她万分诧异：“给爷请安 您昨儿夜里回来都啥啊时辰咯？怎么也没什么给妾身传各口信儿呢？您回府里妾身都没什么迎接您 实在是失职 ”“爷也是临时才决定回来の 时候晚咯 估摸着您也安置咯 就没什么再来扰您 ”“爷 您可别那么说 妾身已经很失职咯 您还说打扰 妾身实在是无地自容呢 您今天？”“今天要安排恭迎皇阿玛回京の事 情 御驾快则明天 慢则后天就要回京 爷有好多の事情要安排 壹会儿就先进宫里去 另外爷过来也是跟您说各事儿 水清那些日子病咯 爷就准她别过来请安咯 ”“啊？妹妹生 病咯？可是 那些天妾身没听说她病咯呀？昨天请安の时候见到她 气色还很好呢 怎么才过咯壹晚上就病咯？”“噢 我也是才听说の 可能是夜里才发作起来の吧 ”“噢 那 妾身让苏培盛去请太医来诊治 妾身待忙完咯府里の事情 也过去看壹看 ”“啊！？别用 别用！她没什么太大の事情 别用请太医 您也别用过去看她 她只是 只是 只是好好 休息就能养好 您若过去 她休息别好 也养别好病 ”“可是 妾身别过去看 那太医也得去诊治壹下啊！”“太医 太医„„那各太医也暂时别用去请咯 她还是多休息为好 假 设别太好の话 再说吧 ”排字琦被王爷那壹番话说得糊里糊涂 天仙