2017-2018学年高二物理选修3-4 第13章第2节全反射 作业 含解析 精品

高中物理学习材料1．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.如果光按下面几种方式传播，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：选C.光从光密介质(折射率大)射向光疏介质(折射率小)可能发生全反射，故只有C正确．2．(2013·福州一中高二检测)如图所示为光线由空气进入全反射玻璃棱镜、再由棱镜射入空气的光路图．指出哪种情况是可以发生的( )解析：选A.光垂直等腰直角三角形的某直角边射入玻璃棱镜时，在斜边发生全反射，故A正确．3．光在某种介质中传播时的速度为1.5×108 m/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：选C.n ＝c v ＝3.0×1081.5×108＝2，由sin C ＝1n ＝12得：C ＝30°，故C 正确． 4.如图所示，只含有黄光和紫光的复色光束PO ，沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱后，被分成两束光OA 和OB ，沿如图所示方向射出，则( )A ．OA 为黄光，OB 为紫光B ．OA 为紫光，OB 为黄光C ．OA 为黄光，OB 为复色光D ．OA 为紫光，OB 为复色光解析：选C.因为n 紫>n 黄，故临界角C 紫<C 黄，由图分析知，光线PO 的入射角恰好为紫光的临界角，经过界面时，部分黄光从OA 折射出去，部分黄光和全部紫光从OB 反射出去．5．(2013·高考江苏卷)图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE 为五棱镜的一个截面，AB ⊥BC .光线垂直AB 射入，分别在CD 和EA 上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC 射出．若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是多少？(计算结果可用三角函数表示)解析：光线在棱镜中的光路图如图所示，根据反射定律和题设条件，得4α＝90° 所以入射角α＝22.5°根据全反射规律，sin A ＝1n故sin 22.5°≥1n所以n ≥1sin 22.5°，即折射率的最小值为1sin 22.5°. 答案：1sin 22.5°。

高中物理选修3-4第十三章----光-总结及练习高中物理选修3-4第十三章知识点总结及练习第十三章 光第一节光的反射和折射知识点1光的折射定律 折射率1）光的折射定律①入射角、反射角、折射角都是各自光线与法线的夹角！②表达式：2211sin sin θθn n =③在光的折射现象中，光路也是可逆的2）折射率光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率，用符号n 表示sin sin n θθ=大小n 是反映介质光学性质的一个物理量，n 越大，表明光线偏折越厉害。

发生折射的原因是光在不同介质中，速度不同 例题：光在某介质中的传播速度是2.122×108m/s ，当光线以30°入射角，由该介质射入空气时，折射角为多少？解：由介质的折射率与光速的关系得又根据介质折射率的定义式得r 为在空气中光线、法线间的夹角即为所求．i 为在介质中光线与法线间的夹角30°． 由(1)、(2)两式解得：所以r=45°．白光通过三棱镜时，会分解出各种色光，在屏上形成红→紫的彩色光带（注意：不同介质中，光的频率不变。

）练习：1、如图所示，平面镜AB 水平放置，入射光线PO 与AB 夹角为30°，当AB 转过20°角至A′B′位置时，下列说法正确的是 ( )A ．入射角等于50°B ．入射光线与反射光线的夹角为80°c n v =C ．反射光线与平面镜的夹角为40°D ．反射光线与AB 的夹角为60°2、一束光从空气射入某种透明液体，入射角40°，在界面上光的一部分被反射，另一部分被折射，则反射光线与折射光线的夹角是 ( )A ．小于40°B ．在40°与50°之间C ．大于140°D ．在100°与140°与间3、太阳光沿与水平面成30°角的方向射到平面镜上，为了使反射光线沿水平方向射出，则平面镜跟水平面所成的夹角可以是 ( )A ．15°B ．30°C ．60°D ．105°知识点：2、测定玻璃的折射率（实验、探究）1．实验的改进：找到入射光线和折射光线以后，可以入射点O 为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO 、OO′（或OO′的延长线）交于C 点和D 点，过C 、D 两点分别向NN′做垂线，交NN′于C′、D′点， 则易得：n = CC′/DD′2．实验方法：插针法例题：光线从空气射向玻璃砖，当入射光线与玻璃砖表面成30°角时，折射光线与反射光线恰好垂直，则此玻璃砖的折射率为 ( ) A ．2 B ．3 C ．22 D ．33 练习：1、光线从空气射向折射率n ＝2的玻璃表面，入射角为θ1，求：当θ1＝45º时，折射角多大？2、光线从空气射向折射率n ＝2的玻璃表面，入射角为θ1，求：当θ1多大时，反射光线和折射光线刚好垂直？（1）300（2）arctan 23、为了测定水的折射率，某同学将一个高32cm ，底面直径24cm 的圆筒内注满水，如图所示，这时从P 点恰能看到筒底的A 点．把水倒掉后仍放在原处，这时再从P 点观察只能看到B 点，B 点和C 点的距离为18cm ．由以上数据计算得水的折射率为多少? 4/3第二节全反射知识点：光的全反射i 越大，γ越大，折射光线越来越弱，反射光越来越强。

疱丁巧解牛知识·巧学一、全反射现象1.光疏介质和光密介质任何介质的绝对折射率都大于1，折射率越大，光在其中传播的速度就越小，两种介质相比较，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. 要点提示 光若从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角.深化升华 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，而相对金刚石而言是光疏介质.不能盲目地说哪一种介质就是光疏介质，哪一种介质就是光密介质.光疏介质、光密介质是对确定的两种介质而言的，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.辨析比较 光疏介质和光密介质的比较2.绝对折射率和相对折射率 （1）定义：光从介质1射入介质2时，入射角i 与折射角r 的正弦之比叫做介质2对介质1的相对折射率，通常用n 21表示.若介质1是真空，则介质2相对真空的折射率是该介质的绝对折射率，通常用n 表示.（2）规律：n 21=r i sin sin =21v v =c v c v //21=211/1n n =12n n ,n 12=21n n ，故n 12=121n ,n 1v 1=n 2v 2,n 1sini=n 2sinr. 学法一得 本书中以后所得到的折射率都是指绝对折射率，所研究的折射问题都是光在真空（或空气）中与其他介质中的传播.3.全反射光由光密介质射向光疏介质时，折射角大于入射角，当入射角增大到一定程度时，折射角会增大到90°，此时折射光将怎样传播呢？实验证明，当折射角达到90°时，折射光全部消失，入射光全部被反射回原介质；当入射角再增大时，入射光仍被界面全部反射回原介质，这种现象叫做全反射.（1）临界角的定义：折射角为90°时的入射角称为全反射临界角，简称临界角，用C 表示.学法一得 光从光密介质射向光疏介质时，只要入射角大于临界角，一定会发生全反射现象.深化升华 一般情况下，光由一种介质到达另一种介质时，光既有反射又有折射，即光的能量有一部分反射回原介质中，而另一部分则进入其他介质中，发生全反射时，光的能量全部反射回原介质中.（2）临界角C 的表示式：由折射定律知，光由某介质射向真空（或空气）时，若刚好发生全反射，则n=C sin 90sin =C sin 1,所以sinC=n1. （3）对“海市蜃楼”的解释：由于空气中大气的折射和全反射，会在空中出现“海市蜃楼”.在海面平静的日子，站在海滨，有时可以看到远处的空中出现了高楼耸立、山峦重叠等景象，这种景象的出现是有原因的.当大气层比较平静时，空气的密度随温度的升高而减小，对光的折射率也随之减小，海面上空气的温度比空中低，空气的密度随温度的升高而减小，对光的折射率也随之减小，海面上空气的温度比空中低，空气的折射率下层比上层大.我们可以粗略地把空中的大气分成许多水平的空气层，如图13-7-2所示，下层的折射率较大.远处的景物发出的光线射向空中时，不断被折射，射向折射率较低的上一层的入射角越来越大，当光线的入射角大到临界角时，就会发生全反射现象，光线就会从高空的空气层中通过空气的折射逐渐返回折射率较低的下一层，在地面附近的观察者就可以观察到由空中射来的光线形成的虚像.这就是海市蜃楼的景象.如图13-7-3所示.图13-7-2图13-7-34.光纤通信全反射现象在通信中有重要的作用，光导纤维之所以能传光、传像，就是利用了光的全反射现象，光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝，直径只有1—100 μm左右.如图13-7-4所示，它是由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率，光由一端进入，在两层的界面上经多次全反射，从另一端射出，光导纤维可以远距离传播光，光信号又可以转换成电信号，进而变为声音、图象，如图把许多（上万根）光导纤维合成一束，并使两端的纤维按严格相同的次序排列，就可以传输图象.。

13.2 全反射新提升•课时作业基础达标1 .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.如果光按下面几种方式传播，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.从玻璃射入水晶 D .从水射入水晶【解析】光由光密介质射向光疏介质时才有可能发生全反射，由题目中给出的各物质的折射率的大小关系可得出选项C正确.【答案】C2.自行车尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不发光，但在夜间行驶时，从后面开来的汽车发出的强光照在尾灯后，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•尾灯由透明介质做成，其外形如图所示•下列说法中正确的是（）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，在尾灯的右表面发生全反射D. 汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射【解析】自行车尾灯为全反射棱镜，从右边进入的光线在左边的直角边上发生两次全反射而沿平行线被反射回去.【答案】D3.如图所示，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC, / A为直角.此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射.该棱镜材料的折射率为（）入零B•谑C. 2 D•护【解析】根据折射率定义有：sin / 1 = n sin / 2, n sin / 3 = 1,已知/ 1 = 45°,又/ 2+Z 3= 90°, 解得：n =乎.【答案】A4 •在水底的潜水员看来，水面上方的所有景物只出现在顶角为97°的倒立圆锥里，这是因为（）A •水面上远处的景物反射的阳光都因为全反射而不能进入水中B. 水面上远处的景物反射的阳光折射进入水中，其折射角不可能大于48.5 °C. 水面上方倒立圆锥之外的景物反射的阳光都因为全反射的原因不可能进入水中D. 水面上方倒立圆锥之外的景物反射的阳光都因为折射的原因不可能进入潜水员的眼中【解析】水面上方的所有景物出现在顶角为97。

更上一层楼基础·巩固1.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 。

光线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，在界面发生全反射解析：全反射发生的条件是当光从光密介质射向光疏介质时，且入射角大于或等于临界时发生的现象，发生全反射时全部光线均不进入光疏介质。

答案：CD2.光线由空气透过半圆形玻璃砖，再射入空气的光路图中，如图13-7-19所示，正确的是（玻璃的折射率为1.5)（ ）图13-7-19A 。

图乙、丙、丁 B.图甲、丁 C.图乙、丙D.图甲、丙解析:光线由空气进入玻璃砖中时，入射角大于折射角，由玻璃砖射入空气时，入射角小于折射角，由临界角计算公式得C=arcsin n1=arcsin5.11=41°49′，入射角50°大于临界角,将发生全反射，故正确答案是A. 答案：A3。

如图13-7-20所示，光线从空气垂直射入折射率为2的棱镜界面的BC 上，出射光浅与所在界面的夹角为( ）图13-7—20A 。

30° B。

45° C.60° D.90° 解析:光路图如图所示，设此棱镜的临界角为C ，则sinC=n1=22,故C=45°.光线在AB 面上发生全反射，又n=︒30sin sin α=2，所以sinα=22，所以α=45°。

答案：B4.用折射率为1.5的玻璃制成等边三棱镜，一束光线垂直于棱镜的一个表面入射.图13—4—21中光路正确的是（ ）图13-4—21解析：求玻璃的临界角：sinC=n1=325.11=，光射向棱镜的另一侧面时，入射角为60°，sin60°=23＞32，则C ＜60°，必发生全反射，D 选项正确. 答案：D5.截面为等腰三角形的三棱镜，它的两个底角都为30°，棱镜的折射率为2.两条平行光线垂直于棱镜底面入射,如图13-4-22所示，两条光线由棱镜射出时所成的角度为（ )图13—4-22A.30° B。

13.2 全反射导学案全反射[先填空]1．光密介质和光疏介质2.全反射及发生条件(1)全反射及临界角的概念①全反射：光从光密介质射入光疏介质时，若入射角增大到某一角度，折射光线就会消失，只剩下反射光线的现象．②临界角：刚好发生全反射，即折射角等于90°时的入射角．用字母C表示．(2)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入射角等于或大于临界角． (3)临界角与折射率的关系光由介质射入空气(或真空)时，sin C ＝1n (公式)．[再判断]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．(×) [后思考]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、光疏介质是对确定的两种介质相比较折射率而确定的，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．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． [核心点击]1．对光疏介质和光密介质的理解光疏介质和光密介质是相对而言的，并没有绝对的意义．例如：水晶(n ＝1.55)对玻璃(n ＝1.5)是光密介质，而对金刚石(n ＝2.42)来说，就是光疏介质．同一种介质到底是光疏介质还是光密介质，不是绝对的．光疏和光密是从介质的光学特性来说的，并不是它的密度大小．例如，酒精的密度比水小，但酒精和水相比酒精是光密介质．由v ＝cn 可知：光在光密介质中传播速度比在光疏介质中要小．光在两种介质中传播时，由折射定律可知： n1sin θ1＝n2sin θ2，n1v1＝n2v2，由此可知：当光从光密介质传播到光疏介质时，折射角大于入射角；当光从光疏介质传播到光密介质时，折射角小于入射角．光在光疏介质中传播的速度大于光在光密介质中传播的速度．2．对全反射的理解(1)全反射是光的折射的特殊现象，全反射现象还可以从能量变化角度加以理解．当光从光密介质射入光疏介质，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，发生了全反射．(2)全反射遵循的规律：光从光密介质进入光疏介质发生全反射时，仍然遵守反射定律，有关计算仍依据反射定律进行．1．下列选项所示光线由空气透过半圆形玻璃砖，再射入空气的光路图中，正确的是(玻璃的折射率为1.5)( )【答案】BDE2．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．从玻璃射入水晶 B．从水射入二硫化碳C．从玻璃射入水中D．从水晶射入水E．从玻璃射入二硫化碳【答案】ACD3.为了测定某种材料制成的长方体的折射率，用一束光线从AB面以60°入射角射入长方体时光线刚好不能从BC面射出，如图13­2­1所示，该材料的折射率是多少？图13­2­1【答案】7 2解答全反射类问题的技巧1．光必须从光密介质射入光疏介质．2．入射角大于或等于临界角．3．利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键，且在作光路图时尽量与实际相符，这样更有利于问题的分析．全反射的应用[先填空]1．全反射棱镜：截面为等腰直角三角形的棱镜，利用全反射改变光的方向．2．光导纤维：由折射率较大的内芯和折射率较小的外套组成，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射．[再判断]1．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．(×)2．全反射棱镜和平面镜都是根据全反射原理．(×)3．光纤通信的主要优点是容量大．(√)[后思考]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？【提示】光纤的工作原理是全反射，要由两种介质配合才能产生全反射现象．[核心点击]1．对全反射棱镜光学特性的两点说明(1)当光垂直于它的一个界面射入后，都会在其内部发生全反射，与平面镜相比，它的反射率很高．(2)反射时失真小，两种反射情况如图13­2­2甲、乙所示．图13­2­22．光导纤维的结构与应用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．因此，光信号能携带着声音、图象以及各种数字信号沿着光纤传输到很远的地方，实现光纤通信，其主要优点是容量大，衰减小，抗干扰性强等．医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体的胃、肠等器官内部，如图13­2­3所示．图13­2­34．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13­2­4所示，方框内有两个折射率为n＝1.5的全反射玻璃棱镜．在框内画出两个棱镜的放置方式并作出光路图．图13­2­4【答案】5．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13­2­5所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．内芯的折射率比外套的________，光传播时在内芯与________的界面上发生全反射.图13­2­5【答案】 大 外套6．如图13­2­6所示，一根长为L 的直光导纤维，它的折射率为n.光从它的一个端面射入，从另一端面射出所需的最长时间为多少？(设光在真空中的光速为c)图13­2­6 【答案】 n2Lc对光导纤维折射率的要求设光导纤维的折射率为n ，当入射光线的入射角为θ1时，进入端面的折射光线传到侧面时恰好发生全发射，如图13­2­7所示，则有：sin C ＝1n ，n ＝sin θ1sin θ2，C ＋θ2＝90°，由以上各式可得：sin θ1＝n2－1.由图13­2­7可知：(1)当θ1增大时，θ2增大，而从纤维射向空气中光线的入射角θ减小．(2)当θ1＝90°时，若θ＝C ，则所有进入纤维中的光线都能发生全反射，即有n ＝2，以上是光从纤维射向真空时得到的折射率．(3)由于光导纤维包有外套，外套的折射率比真空的折射率大，因此光导纤维折射率要比2大些．图13­2­7。

【金版教程】高中物理 13-2 全反射课时精练 新人教版选修3-41. 关于全反射及其应用的认识，下列说法正确的是( )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 ．全反射是反射光线与折射光线重合的一种现象C ．光线从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射D ．光线从光疏介质射向光密介质时，不可能发生全反射E ．光纤通信是利用了光的折射原理解析：发生全反射时，折射光线消失，A 错，同理B 错；由发生全反射的条件可知C 错D 对；光纤通信是利用了光的全反射原理，E 错。

答案：D2. 如图，光线在空气和半圆形玻璃砖的界面处的光路图中，正确的是(玻璃的折射率为1.5)( )A ．图乙、丁B ．图甲、丁C ．图乙、丙D ．图甲、丙解析：光线由空气进入玻璃砖中时，入射角大于折射角，由玻璃砖射入空气时，入射角小于折射角，由临界角计算公式得：C ＝arcsin 1n ＝arcsin 11.5＝41°49′，入射角50°大于临界角，将发生全反射。

答案：A3. 光在某种介质中的传播速度为1.5×108m/s ，光从此介质射向空气并发生全反射时的临界角是( )A ．15°B ．30°C ．45°D ．60°解析：由n ＝c v ＝2，又因为sin C ＝1n ＝12，故C ＝30°。

答案：B4. 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θ，则所观察到的圆形半径为( ) A．h tanθB．h sinθC.htanθD.hsinθ解析：画出全反射光路图可知sin C＝sinθ，tanθ＝Rh，R＝h tanθ，A正确。

答案：A5.光导纤维的结构如图，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。

课后训练1．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．光线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，在界面发生全反射2．很多公园的水池底部都装有彩灯，当一细束由红、蓝两色组成的灯光从水中斜射向空气时，光在水面可能发生的反射和折射现象，下列光路图中正确的是()。

3．两束不同频率的单色光a、b从空气射入水中，发生了如图所示的折射现象(θ＞θ′)。

下列结论中正确的是()。

A．光束b的频率比光束a低B．在水中的传播速度，光束a比光束b小C．水对光束a的折射率比水对光束b的折射率小D．若光束从水中射向空气，则光束b的临界角比光束a的临界角大4. 在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示。

有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。

已知玻璃的折射率为1.5 ，则光束在桌面上形成的光斑半径为()。

A．r B．1.5r C．2r D．2.5r5．△OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面。

a、b两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面MN，在棱镜侧面OM、ON上反射和折射的情况如图所示。

由此可知()。

A．棱镜内a光的传播速度比b光的小B．棱镜内a光的传播速度比b光的大C．a光的波长比b光的长D．a光的频率比b光的高6．光导纤维的结构如图，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．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7．如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则()。

13.2全反射1．光纤通信是一种现代通信手段，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光纤通信网络．下列说法正确的是( ) A．光纤通信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：AD2．下列现象中是由于全反射造成的是( )A．露水珠在阳光下格外明亮B．直棒斜插入水中时，呈现弯折现象C．海市蜃楼D．在盛水的玻璃杯中放一空试管，用灯光照亮玻璃杯的侧面，在水面上观察水中的试管，看到试管特别明亮答案：CD3．频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示，下列说法正确的是( )A．单色光1的波长小于单色光2的波长B．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C．单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角答案：AD4．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1 sin CB．此单色光在该介质中的传播速度等于c·sin C(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 答案： ABC5.如图所示，介质Ⅰ的折射率为2，介质Ⅱ为空气．下列说法正确的是( )A ．光线a 、b 都不能发生全反射B ．光线a 、b 都能发生全反射C ．光线a 可发生全反射，光线b 不会发生全反射D ．光线a 不会发生全反射，光线b 可发生全反射答案： C6．如图所示，一束平行光从真空射向一块半圆形的玻璃砖，下列说法中正确的是( )A ．只有圆心两侧一定范围内的光线不能通过玻璃砖B ．只有圆心两侧一定范围内的光线能通过玻璃砖C ．通过圆心的光线将沿直线穿过不发生偏折D ．圆心两侧一定范围外的光线将在曲面发生全反射答案： BCD7.如图，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC ，∠A 为直角．此截面所在平面内的光线沿平行于BC 边的方向射到AB 边，进入棱镜后直接射到AC 边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材料的折射率为( ) A.62B. 2C.32D. 3 答案： A8．为了研究一海龟的生活习性，在其背部安装了强点光源，已知海水的折射率为53，水面平静时观测到水面圆形发光面半径为6 m ，据此求出海龟离水面的深度．答案： 8 m9．我国已建成了跨越太平洋海底的光缆通信网络，它是利用载有信息的激光传输来实现光纤通信的．设光缆中有一根光导纤维总长为s ，一激光脉冲信号从这根光纤的一端中点射入，在光纤的侧壁恰好发生全反射，激光传到另一端经历的时间为t，已知光在真空中传播速度为c，则这种光导纤维所用材料的折射率是多少？答案：ct s10．如图所示，OO′是半圆柱形对称面与纸面的交线．在图内有两束与OO′平行且到OO′距离相等的单色光A和B，从玻璃砖射出后相交于OO′下方的P点．由此可以得出的结论是( )A．A光在玻璃砖中的速度比B光在玻璃砖中的速度小B．玻璃砖对A光的折射率比对B光的折射率小C．空气中，A光的波长比B光的波长短D．B光的临界角比A光的临界角小答案：AC11．如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB＝60°.一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB.(1)求介质的折射率．(2)折射光线中恰好射到M点的光线________(填“能”或“不能”)发生全反射．答案：(1) 3 (2)不能。

第十三章第二节：全反射1【本章课标转述】通过实验，理解光的折射定律。

测定材料的折射率，认识光的全反射现象。

初步了解光导纤维的工作原理和光线在生产中的应用，认识光线技术对经济社会生活的重大影响。

观察光的干涉、衍射和偏振现象。

知道产生干涉、衍射现象的条件。

用双缝干涉实验测定光的波长。

观察薄膜干涉现象。

了解激光的特性和应用。

用激光观察全息照相。

【学习目标】1、说出光疏介质和光密介质及什么是光的全反射现象。

2、说出全反射棱镜及其应用及光导纤维的工作原理，说明光纤维技术对社会经济生活的重大影响。

【学习重点】全反射及发生全反射的条件【学习过程】本节学习光的全反射（第1课时）复习提高：光的折射定律：当光从_________射入__________时，满足______________关系，n为_______________。

探究点一：全反射（一）光疏介质与光密介质1、任何介质的绝对折射率都大于1，折射率越大，光在其中传播的速度就越小。

两种介质相比较，折射率较大的介质称为，折射率较小的介质称为。

光疏介质和光密介质是相对而言的：几种介质的折射率和密度介质折射率密度空气 1.00028 0.00129水 1.33 1.00玻璃 1.5~1.8 2.60酒精 1.36 0.8金刚石 2.42 3.522、传播速度关系：3、折射角和入射角的关系：光由空气（光_____介质）进入水（光____介质）中时，入射角_____折射角光由水（光_____介质）进入空气（光____介质）中时，入射角_____折射角即：光疏介质中光线与法线夹角θ1_ ___光密介质中光线与法线夹角θ2练习1：图中三种介质分别为水晶、金刚石、水，试判断①②③分别代表哪一种介质？（二）全反射实验探究：条件：当光从光密介质射入光疏介质时，入射角_____折射角，当入射角增大时，折射角___ ___，___ ___角先达到90°；演示实验：观察老师演示课本P49页演示实验，总结实验现象。

光的全反射测试题一.选择题1．下述现象哪些是由于全反射造成的[ ]A．露水珠或喷泉的水珠，在阳光照耀下格外明亮B．口渴的沙漠旅行者，往往会看到前方有一潭晶莹的池水，当他们喜出望外地奔向那潭池水时，池水却总是可望而不可及C．用光导纤维传输光信号、图象信号D．在盛水的玻璃杯中放一空试管，用灯光照亮玻璃杯侧面，在水面上观察水中的试管，看到试管壁特别明亮2.假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比（）。

A、将提前B、将延后C、在某些地区将提前，在另一些地区将延后D、不变3.光在某种玻璃中的速度是×108m/s，若使光由空气射入这种玻璃，且使折射光线与反射光线之间成90°角，则入射角应是（）A、30°B、60°C、45°D、90°4.一条光线从空气射入折射率为的介质中，入射角为45°，在界面上入射光的一部分被反射，另一部分光被折射，则反射光线与折射光线的夹角是（）A、75°B、90°C、105°D、120°5．某玻璃的临界角为42°，当在玻璃中的某一光线射到玻璃与空气的分界面时，若入射角略小于临界角，则光线在空气中的折射角应为 [ ]A．小于42° B．小于60° C．小于90° D．无折射光线6．如图1所示，一条光线从空气中垂直射到镜界面BC上，棱镜的折射率为，临界角为45°，这条光线离开棱镜时与界面的夹角为（）A、30°B、45°C、60°D、90°7．如图2是光在A、B、C三种介质中传播时发生全反射和折射的情况，已知M、N 两界面平行，光在这三种介质中的速度分别是vA、vB、vC，则有（）A、vA＞vB＞vCB、vA＜vC＜vBC、vA＞vC＞vBD、vC＞vA＞vB8．一只空玻璃试管插入水中，看上去比充满水的试管插入水中要亮一些，这是因为光在（）A、玻璃跟空气的界面上发生全反射B、水跟玻璃的界面上发生镜面反射C、水跟玻璃的界面上发生镜面反射D、玻璃跟空气的界面上发生漫反射9.关于全反射，下列说法中正确的是（）A、光线从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射现象B、光线从光疏介质射向光密介质时，一定不会发生全反射现象C、当光线由光密介质射向光疏介质，且入射角恰等于临界角时，折射线沿两种介质的分界面传播D、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，只有反射光线10.在发生光的折射现象时，下列关于光的物理量发生变化的有（）A、速率B、频率C、波长D、强度11.红光在水中的波长和绿光在真空中的波长相等，已知水对红光的折射率为，则红光和绿光在水中频率之比是（）A、9:16B、3:4C、4:3D、不能确定12.光由真空射向某一介质，当入射角逐渐增大时，介质的折射率将（）A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．保持不变13.如图20-20所示，一条光线从某一介质射入空气时，入射光线与界面的夹角为60°，折射光线与界面的夹角为30°，则该介质的折射率为（）A．1.73 B．0.87 C．0.58 D．214.若某一介质的折射率较大，那么（）A．光由空气射入该介质时折射角较大B．光由空气射入该介质时折射角较小C．光在该介质中的速度较小D．光在该介质中的速度较小1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14二.填空题15.玻璃的折射率为1.62，水晶的折射率为1.55，其中光在________中的传播速度大，光垂直通过厚度相同的玻璃和水晶所用时间比为________，如果光垂直通过玻璃和水晶的时间相同，那么它们的厚度之比是________。

第2节全反射一、光疏介质和光密介质光疏介质 光密介质 定义 折射率较小的介质 折射率较大的介质 传播速度光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的传播速度小 折射特点光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角 光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角二、全反射1．全反射及临界角的概念 (1)全反射：光从光密介质射入光疏介质时，若入射角增大到某一角度，折射光线就会消失，只剩下反射光线的现象。

(2)临界角：刚好发生全反射，即折射角等于90°时的入射角。

用字母C 表示。

2．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)入射角等于或大于临界角。

3．临界角与折射率的关系光由介质射入空气(或真空)时，sin C ＝1n(公式)。

1.光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角；反之，折射角大于入射角。

2．临界角：折射角为90°时的入射角。

3．发生全反射的条件：(1)光从光密介质射入光疏介质；(2)入射角大于或等于临界角。

4．光从介质射入空气(真空)时临界角与折射率的关系：sinC ＝1n。

5．全反射棱镜和光导纤维都利用了光的全反射。

三、全反射的应用1．全反射棱镜(1)形状：截面为等腰直角三角形的棱镜。

(2)光学特性：①当光垂直于截面的直角边射入棱镜时，光在截面的斜边上发生全反射，光线垂直于另一直角边射出。

②当光垂直于截面的斜边射入棱镜时，在两个直角边上各发生一次全反射，使光的传播方向改变了180°。

2．光导纤维及其应用(1)原理：利用了光的全反射。

(2)构造：光导纤维是非常细的特制玻璃丝，由内芯和外层透明介质两层组成。

内芯的折射率比外层的大，光传播时在内芯与外层的界面上发生全反射。

(3)主要优点：容量大、能量损耗小、抗干扰能力强，保密性好等。

1．自主思考——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。

第十三章 光 13．2全反射【自主预习】1.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．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________。

3．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。

4．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________。

5.临界角：折射角等于__________时的___________角叫临界角，用C 表示，nC 1arcsin. 6.发生全反射的条件：（1）光由_______介质射向_____介质；（2）入射角________临界角. 7.全反射棱镜： 。

与平面镜相比，它的 ， ，由于反射面不必涂反光物质，所以反射时 。

它在光学仪器中用来8.光导纤维；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，在___________和___________的界面上发生全反射 【典型例题】一、光密介质和光疏介质【例1】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二、全反射【例2】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倍三、光导纤维 【例3】．如图13－2－5所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN 端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF 上发生全反射，然后垂直PQ端面射出。