全反射的概念

2 全反射一、全反射1.光疏介质和光密介质(1)光疏介质：折射率较小(填“大”或“小”)的介质. (2)光密介质：折射率较大(填“大”或“小”)的介质. (3)光疏介质与光密介质是相对(填“相对”或“绝对”)的. 2.全反射现象(1)全反射：光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射.若入射角增大到某一角度，折射光线完全消失，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，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sin C ＝1n .(3)全反射发生的条件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. 二、全反射棱镜1.形状：截面为等腰直角三角形的棱镜.2.全反射棱镜的特点(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)反射面不必涂敷任何反光物质，反射时失真小. 三、光导纤维1.原理：利用了光的全反射.2.构造：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.3.光纤通信的优点是容量大、衰减小、抗干扰性强等.4.光导纤维除应用于光纤通信外，还可应用于医学上的内窥镜等.一、全反射1.全反射现象 (1)全反射的条件：①光由光密介质射入光疏介质. ②入射角大于或等于临界角.(2)全反射遵循的规律：①发生全反射时，光全部返回原介质，入射光与反射光遵循光的反射定律.②全反射的临界角C 和折射率n 的关系：sin C ＝1n .(3)从能量角度来理解全反射：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.同时折射光线强度减弱，能量减小，反射光线强度增强，能量增加，当入射角达到临界角时，折射光线强度减弱到零，反射光线的能量等于入射光线的能量.2.不同色光的临界角：由于不同颜色(频率不同)的光在同一介质中的折射率不同.频率越大的光，折射率也越大，所以不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时，频率越大的光的临界角越小，越易发生全反射. 例1某种介质对空气的折射率是2，一束光从该介质射向空气，入射角是60°，则下列光路图中正确的是(图中Ⅰ为空气，Ⅱ为介质)()二、全反射棱镜全反射棱镜改变光路的几种情况入射方式项目方式一方式二方式三光路图入射面AB AC AB全反射面AC AB、BC AC光线方向改变角度90°180°0°(发生侧移)例2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2所示.方框内有两个折射率n＝1.5的全反射玻璃棱镜.下列选项给出了两棱镜的四种放置方式的示意图.其中能产生图中效果的是()图2三、光导纤维1.构造及传播原理(1)构造：光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝，直径只有几微米到一百微米，如图3所示，它是由内芯和外套两层组成的，内芯的折射率大于外套的折射率图3(2)传播原理：光由一端进入，在两层的界面上经过多次全反射，从另一端射出，光导纤维可以远距离传播光信号，光信号又可以转换成电信号，进而变为声音、图像.2.光导纤维的折射率设光导纤维的折射率为n，当入射角为θ1时，进入光导纤维的光线传到侧面恰好发生全反射，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4可知：当θ1增大时，θ2增大，由光导纤维射向空气的光线的入射角θ减小，当θ1＝90°时，若θ＝C ，则所有进入光导纤维中的光线都能发生全反射，即解得n ＝ 2.图4以上是光从光导纤维射向真空时得到的折射率，由于光导纤维包有外套，外套的折射率比真空的折射率大，因此折射率要比2大些.例3 如图5所示，AB 为一直光导纤维，A 、B 之间距离为s ，使一光脉冲信号从光导纤维中间入射，射入后在光导纤维与空气的界面上恰好发生全反射，由A 点传输到B 点所用时间为t ，求光导纤维所用材料的折射率n .(已知光在真空中的传播速度为c )图5四、全反射的应用 解决全反射问题的思路(1)确定光是由光疏介质进入光密介质还是由光密介质进入光疏介质.(2)若光由介质进入空气(真空)时，则根据sin C ＝1n 确定临界角，看是否发生全反射.(3)根据题设条件，画出入射角等于临界角的“临界光路”.(4)运用几何关系、三角函数关系、反射定律等进行判断推理、运算及变换并进行动态分析或定量计算. 例4 一厚度为h 的玻璃板水平放置，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)，求玻璃板的折射率..1.(对全反射的理解)(多选)如图6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，均由空气沿半圆半径方向射入玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置.下列说法正确的是( )图6A.假若三条光线中只有一条在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，那么光线bO 的反射光线比光线cO 的反射光线的亮度大2.(全反射棱镜)自行车上的红色尾灯不仅是装饰品，也是夜间骑车的安全指示灯，它能把来自后面的光线反射回去.某种自行车尾灯可简化为由许多整齐排列的等腰直角棱镜(折射率n >2)组成，棱镜的横截面如图7所示.一平行于横截面的光线从O 点垂直AB 边射入棱镜，先后经过AC 和CB 边反射后，从AB 边的O ′点射出，则出射光线是( )图7A.平行于AC 边的光线①B.平行于入射光线的光线②C.平行于CB 边的光线③D.沿AB 边的光线④3.(光导纤维)如图8所示是两个城市间光缆中的一条光导纤维的一段，光缆总长为L ，它的玻璃芯的折射率为n 1，外层材料的折射率为n 2.若光在空气中的传播速度近似为c ，则对于光由它的一端射入经多次全反射后从另一端射出的过程，下列判断中正确的是( )图8A.n 1<n 2，光通过光缆的时间等于n 1LcB.n 1<n 2，光通过光缆的时间大于n 1LcC.n 1>n 2，光通过光缆的时间等于n 1LcD.n 1>n 2，光通过光缆的时间大于n 1Lc4.(全反射的应用)如图9所示的圆柱形容器中盛满折射率n＝2的某种透明液体，容器底部安装一块平面镜，容器直径L＝2H，在圆心正上方高度h处有一点光源S，要使人从液体表面上任意位置处能够观察到点光源S发出的光，h应该满足什么条件？图9一、选择题考点一对全反射的理解1.关于全反射，下列叙述中正确的是()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2.(多选)酷热的夏天，在平坦的柏油公路上你会看到在一定的距离之外，地面显得格外的明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影.但当你靠近“水面”时，它也随你的靠近而后退，对此现象的正确解释是()A.同海市蜃楼的光学现象具有相同的原理，是由于光的全反射作用造成的B.“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉C.太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率大，发生全反射D.太阳辐射到地面，使地面温度升高，折射率小，发生全反射3.(多选)(2018·厦门一中高二下学期期中)夏天，海面上的下层空气的温度比上层低.我们设想海面上的空气是由折射率不同的许多水平气层组成的，远处的景物发出的光线由于不断被折射，越来越偏离原来的方向，以至发生全反射.人们逆着光线看去就出现了蜃景，如图1所示，下列说法中正确的是()图1A.海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率要小B.海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率要大C.A是蜃景，B是景物D.B是蜃景，A是景物4.(多选)如图2所示，ABCD是两面平行的透明玻璃砖，AB面和CD面是玻璃和空气的分界面，分别设为界面Ⅰ和界面Ⅱ.光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则()图2A.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5.(2018·北京101中学高二下学期期中)如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时，下列情况不可能发生的是()考点二全反射棱镜6.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自行车尾灯上，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.尾灯由透明介质做成，其外形如图3所示.下列说法中正确的是()图3A.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考点三光导纤维7.光导纤维的结构如图4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()图4A.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8.光导纤维技术在现代生产、生活与科技方面得以广泛应用.如图5所示是一个质量分布均匀的有机玻璃圆柱的横截面，B、C为圆上两点，一束单色光沿AB方向射入，然后从C点射出，已知∠ABO＝127°，∠BOC ＝120°，真空中光速c＝3×108 m/s，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6.则()图5A.光在该有机玻璃中传播速度为1.875×108 m/sB.光在该有机玻璃中的折射率为1.8C.光在该有机玻璃中发生全反射的临界角为53°D.若将该材料做成长300 km的光导纤维，此单色光在光导纤维中传播的最短时间为1×10－3 s考点四全反射的应用9.如图6所示，光液面传感器有一个像试管模样的玻璃管，中央插一块两面反光的玻璃板，入射光线在玻璃管内壁与反光板之间来回发生反射，进入玻璃管底部，然后在另一侧反射而出(与光纤原理相同).当透明液体的折射率大于管壁玻璃的折射率时，就可以通过光液面传感器监测出射光的强弱来判定玻璃管是否被液体包住了，从而了解液面的高度.以下说法正确的是()图6A.玻璃管被液体包住之后，出射光强度增强B.玻璃管被液体包住之后，出射光消失C.玻璃管被液体包住之后，出射光强度减弱D.玻璃管被液体包住之后，出射光强度不变10.如图7所示，一个透明玻璃球的折射率为2，一束足够强的细光束在过球心的平面内，以45°入射角由真空射入玻璃球后，在玻璃球与真空的交界面处发生多次反射和折射，从各个方向观察玻璃球，能看到从玻璃球内射出的光线的条数是()图7A.2B.3C.4D.5二、非选择题11.如图8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.图8(1)该玻璃棒的折射率为__________；(2)若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时________(填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射.12.图9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.图9(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.2 全反射[学科素养与目标要求]物理观念：1.知道什么是光疏介质和光密介质，理解它们具有相对性.2.理解全反射现象，掌握临界角的概念和全反射的条件.3.了解全反射棱镜和光导纤维.科学思维：利用全反射条件，应用临界角公式解答相关问题.科学探究：采用实验观察、猜想、验证、归纳的方法得出全反射现象的发生条件、临界角概念等.一、全反射1.光疏介质和光密介质(1)光疏介质：折射率较小(填“大”或“小”)的介质. (2)光密介质：折射率较大(填“大”或“小”)的介质. (3)光疏介质与光密介质是相对(填“相对”或“绝对”)的. 2.全反射现象(1)全反射：光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射.若入射角增大到某一角度，折射光线完全消失，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，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sin C ＝1n .(3)全反射发生的条件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. 二、全反射棱镜1.形状：截面为等腰直角三角形的棱镜.2.全反射棱镜的特点(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)反射面不必涂敷任何反光物质，反射时失真小. 三、光导纤维1.原理：利用了光的全反射.2.构造：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.3.光纤通信的优点是容量大、衰减小、抗干扰性强等.4.光导纤维除应用于光纤通信外，还可应用于医学上的内窥镜等.一、全反射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？ 答案 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.1.全反射现象 (1)全反射的条件：①光由光密介质射入光疏介质. ②入射角大于或等于临界角.(2)全反射遵循的规律：①发生全反射时，光全部返回原介质，入射光与反射光遵循光的反射定律.②全反射的临界角C 和折射率n 的关系：sin C ＝1n .(3)从能量角度来理解全反射：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.同时折射光线强度减弱，能量减小，反射光线强度增强，能量增加，当入射角达到临界角时，折射光线强度减弱到零，反射光线的能量等于入射光线的能量.2.不同色光的临界角：由于不同颜色(频率不同)的光在同一介质中的折射率不同.频率越大的光，折射率也越大，所以不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时，频率越大的光的临界角越小，越易发生全反射. 例1 某种介质对空气的折射率是2，一束光从该介质射向空气，入射角是60°，则下列光路图中正确的是(图中Ⅰ为空气，Ⅱ为介质)( )答案 D解析 由题意知，光由光密介质射向光疏介质，由sin C ＝1n ＝22，得C ＝45°＜θ＝60°，故在两介质的界面上会发生全反射，只有反射光线，没有折射光线，故选项D 正确. 二、全反射棱镜如图所示，已知玻璃的折射率为1.5，甲图中当光线垂直BC 面入射时，光线到达AC 面的入射角是多少？能否发生全反射？乙图中当光线垂直AC 面入射时，光线到达AB 面的入射角是多少？能否发生全反射？答案 45° 能发生全反射 45° 能发生全反射全反射棱镜改变光路的几种情况入射方式方式一方式二方式三项目光路图入射面AB AC AB全反射面AC AB、BC AC光线方向改变角度90°180°0°(发生侧移)例2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2所示.方框内有两个折射率n＝1.5的全反射玻璃棱镜.下列选项给出了两棱镜的四种放置方式的示意图.其中能产生图中效果的是()图2答案 B解析四个选项的光路图如图所示：可知B项正确.三、光导纤维如图所示是光导纤维的结构示意图，其内芯和外套由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？答案内芯的折射率大.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.1.构造及传播原理(1)构造：光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝，直径只有几微米到一百微米，如图3所示，它是由内芯和外套两层组成的，内芯的折射率大于外套的折射率图3(2)传播原理：光由一端进入，在两层的界面上经过多次全反射，从另一端射出，光导纤维可以远距离传播光信号，光信号又可以转换成电信号，进而变为声音、图像. 2.光导纤维的折射率设光导纤维的折射率为n ，当入射角为θ1时，进入光导纤维的光线传到侧面恰好发生全反射，则有：sin C ＝1n ，n ＝sin θ1sin θ2，C ＋θ2＝90°，由以上各式可得：sin θ1＝n 2－1. 由图4可知：当θ1增大时，θ2增大，由光导纤维射向空气的光线的入射角θ减小，当θ1＝90°时，若θ＝C ，则所有进入光导纤维中的光线都能发生全反射，即解得n ＝ 2.图4以上是光从光导纤维射向真空时得到的折射率，由于光导纤维包有外套，外套的折射率比真空的折射率大，因此折射率要比2大些.例3 如图5所示，AB 为一直光导纤维，A 、B 之间距离为s ，使一光脉冲信号从光导纤维中间入射，射入后在光导纤维与空气的界面上恰好发生全反射，由A 点传输到B 点所用时间为t ，求光导纤维所用材料的折射率n .(已知光在真空中的传播速度为c )图5答案cts解析 设光导纤维所用材料的折射率为n ，则有sin α＝sin C ＝1nn ＝c vt ＝s sin αv ＝s v sin α 由以上三式解得t ＝s c n ·1n＝sn 2c，所以n ＝ct s. [学科素养] 例3是全反射知识的应用，注意挖掘题目中隐含条件，“恰好”“刚好”暗含的条件是入射角等于临界角.本题意在考查学生灵活运用相关知识解决实际问题的能力，体现了“科学思维”的学科素养.四、全反射的应用 解决全反射问题的思路(1)确定光是由光疏介质进入光密介质还是由光密介质进入光疏介质.(2)若光由介质进入空气(真空)时，则根据sin C ＝1n 确定临界角，看是否发生全反射.(3)根据题设条件，画出入射角等于临界角的“临界光路”.(4)运用几何关系、三角函数关系、反射定律等进行判断推理、运算及变换并进行动态分析或定量计算. 例4 一厚度为h 的玻璃板水平放置，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)，求玻璃板的折射率. 答案1＋(h R －r)2解析 如图所示，从圆形发光面边缘的A 点发出的一条光线射到玻璃板上表面A ′点恰好发生全反射，则有sin C ＝1n又由几何关系：sin C ＝LL 2＋h 2，其中L ＝R －r 联立以上各式解得n ＝L 2＋h 2L＝1＋(h R －r)2.1.(对全反射的理解)(多选)如图6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，均由空气沿半圆半径方向射入玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置.下列说法正确的是( )图6 A.假若三条光线中只有一条在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，那么光线bO 的反射光线比光线cO 的反射光线的亮度大 答案 ACD解析 在玻璃砖直径界面，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.假若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，所以选项A 对；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 的入射角可能大于或等于临界角，也可能小于临界角，因此光线cO 不一定能发生全反射，所以选项B 错，C 对；假若光线aO 恰能发生全反射，则光线bO 和光线cO 都不能发生全反射，但光线bO 的入射角更接近于临界角，所以光线bO 的反射光线比光线cO 的反射光线强，即光线bO 的反射光线亮度较大，所以D 对.2.(全反射棱镜)自行车上的红色尾灯不仅是装饰品，也是夜间骑车的安全指示灯，它能把来自后面的光线反射回去.某种自行车尾灯可简化为由许多整齐排列的等腰直角棱镜(折射率n >2)组成，棱镜的横截面如图7所示.一平行于横截面的光线从O 点垂直AB 边射入棱镜，先后经过AC 和CB 边反射后，从AB 边的O ′点射出，则出射光线是( )图7 A.平行于AC 边的光线① B.平行于入射光线的光线② C.平行于CB 边的光线③ D.沿AB 边的光线④ 答案 B解析 由题意可知，等腰直角棱镜的折射率n >2，且sin C ＝1n ，得临界角小于45°，由题图可得，光从空气进入棱镜，因入射角为0°，所以光线不偏折.当光从棱镜射向空气时，入射角等于45°，发生全反射，根据几何关系，结合光路可逆可知，出射光线是②，即平行于入射光线，故B 正确，A 、C 、D 错误.3.(光导纤维)如图8所示是两个城市间光缆中的一条光导纤维的一段，光缆总长为L ，它的玻璃芯的折射率为n 1，外层材料的折射率为n 2.若光在空气中的传播速度近似为c ，则对于光由它的一端射入经多次全反射后从另一端射出的过程，下列判断中正确的是( )图8A.n 1<n 2，光通过光缆的时间等于n 1LcB.n 1<n 2，光通过光缆的时间大于n 1LcC.n 1>n 2，光通过光缆的时间等于n 1LcD.n 1>n 2，光通过光缆的时间大于n 1Lc答案 D解析 光从光密介质射入光疏介质，才可能发生全反射，故n 1>n 2；光在内芯传播的路程s ＝Lsin θ，光在内芯的传播速度v ＝c n 1，所以光通过光缆的时间t ＝s v ＝n 1Lc sin θ，故D 正确.4.(全反射的应用)如图9所示的圆柱形容器中盛满折射率n ＝2的某种透明液体，容器底部安装一块平面镜，容器直径L ＝2H ，在圆心正上方高度h 处有一点光源S ，要使人从液体表面上任意位置处能够观察到点光源S 发出的光，h 应该满足什么条件？图9 答案 H >h ≥(3－1)H解析 要使人从液体表面上任意位置处能够观察到点光源S 发出的光，点光源发出的光必须全部能折射进入空气，根据对称性，作出点光源经平面镜所成的像S ′，如图 所示，当光射向水面时，入射角不大于临界角，光线才能射入空气中.则入射角i ≤C ，C 为全反射临界角，则有：sin C ＝1n根据几何关系得：sin i ＝L 2(L 2)2＋(H ＋h )2，且L ＝2H解得：h ≥(3－1)H 故H >h ≥(3－1)H .。

2全反射[学习目标] 1.知道光疏介质和光密介质，理解它们的相对性。

2.知道光的全反射，会利用全反射解释有关现象(重点)。

3.理解临界角的概念，能判断是否发生全反射并能画出相应的光路图(重难点)。

4.了解全反射棱镜和光导纤维。

一、全反射1．光疏介质和光密介质(1)光疏介质：折射率较________(填“大”或“小”)的介质。

(2)光密介质：折射率较________(填“大”或“小”)的介质。

(3)光疏介质与光密介质是________(填“相对”或“绝对”)的。

2．全反射现象(1)全反射：光从______介质射入________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________光的现象。

(2)临界角：刚好发生全反射，即折射角等于________时的入射角．光从________射入________时，发生全反射的临界角C与介质的折射率n的关系是sin C＝________。

(3)全反射发生的条件①光从________介质射入________介质。

②入射角________________临界角。

“因为玻璃密度较大，所以一定是光密介质”，这种说法对吗？______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________1．光疏介质和光密介质(1)光疏介质和光密介质的比较光的传播速度折射率光疏介质大小光密介质小大(2)相对性：光疏介质、光密介质是相对的。

光的折射与全反射知识点总结光的折射和全反射是光学中非常重要的现象和概念。

通过研究折射和全反射的特点和原理，我们可以更深入地了解光的传播规律和光在不同介质中的行为。

本文将对光的折射和全反射的知识点进行总结。

一、光的折射1. 折射现象：当光从一种介质传播到另一种介质时，由于两种介质的光速度不同，光线会发生偏折的现象，这就是折射现象。

2. 折射定律：光的折射现象遵循折射定律，即斯涅尔定律。

根据斯涅尔定律，光线在两个介质之间传播时，入射角、折射角和两个介质的折射率之间有一定的关系，可以用如下公式表示：n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)。

其中，n1和n2分别表示两个介质的折射率，θ1和θ2分别表示入射角和折射角。

3. 折射率：折射率是介质对光的折射能力的度量，是一个与介质的性质相关的物理量。

折射率越大，光的速度越慢，折射弯曲程度越大。

4. 全反射：当光从光密介质（折射率较大）入射到光疏介质（折射率较小）时，当入射角大于一定的临界角时，光将完全发生反射，不发生折射。

这种现象称为全反射。

二、全反射1. 全反射的条件：光发生全反射需要满足两个条件。

首先，光需要从光密介质入射到光疏介质，使得折射角大于90度。

其次，入射角需要大于临界角。

2. 临界角的计算：临界角可以通过折射定律计算得出。

当折射角为90度时，入射角达到临界角。

假设两个介质的折射率为n1和n2，则临界角可以通过如下公式计算：θc = arcsin(n2 / n1)。

3. 光纤的应用：全反射在光纤中得到了广泛的应用。

光纤是一种可以将光信号传输的光学器件，其基本原理就是利用了光的全反射现象。

光信号通过光纤的内部发生反射，从而实现了光信号的传输。

总结：光的折射和全反射是光学中重要的现象和原理。

通过折射定律可以计算光线在两种介质之间的入射角和折射角的关系，而全反射则是当光从光密介质入射到光疏介质时，避免发生折射的现象。

这些知识点对于理解光的传播和应用具有重要意义，例如光纤通信等。

《全反射教案》word版第一章：全反射的概念与条件1.1 教学目标：让学生了解全反射的基本概念。

让学生掌握全反射发生的条件。

1.2 教学内容：介绍全反射的定义。

解释全反射发生的条件：光从光密介质进入光疏介质，入射角大于临界角。

1.3 教学方法：使用PPT展示全反射的图像和实例。

通过提问方式引导学生思考全反射的条件。

1.4 教学活动：引导学生观察全反射的图像，让学生理解全反射的概念。

让学生通过实际操作，使用玻璃和水来观察全反射现象。

第二章：全反射的数学表达2.1 教学目标：让学生掌握全反射的数学表达式。

让学生了解全反射角度的计算方法。

2.2 教学内容：介绍全反射的数学表达式：\[ \sin(\theta_c) = \frac{n_2}{n_1} \]解释临界角的计算方法。

2.3 教学方法：使用PPT展示全反射的数学表达式和计算方法。

通过例题引导学生理解和应用全反射的数学表达式。

2.4 教学活动：让学生通过例题计算全反射角度。

引导学生进行小组讨论，分享计算全反射角度的方法。

第三章：全反射的应用3.1 教学目标：让学生了解全反射在实际中的应用。

让学生掌握全反射在光纤通信中的应用。

3.2 教学内容：介绍全反射在光纤通信中的应用：光纤的传输原理。

解释全反射在其他领域的应用，如全反射望远镜。

3.3 教学方法：使用PPT展示全反射在光纤通信中的应用。

通过实例引导学生了解全反射在其他领域的应用。

3.4 教学活动：让学生观察光纤通信的实验装置，了解全反射在光纤通信中的应用。

引导学生进行小组讨论，分享全反射在其他领域的应用实例。

第四章：全反射的实验观察4.1 教学目标：让学生通过实验观察全反射现象。

让学生了解实验中全反射的观察方法。

4.2 教学内容：介绍全反射实验的原理和实验装置。

解释实验中如何观察全反射现象。

4.3 教学方法：使用PPT展示全反射实验的原理和实验装置。

通过实验引导学生观察全反射现象。

4.4 教学活动：让学生进行全反射实验，观察全反射现象。

全反射角公式在我们的物理世界中，有一个挺有趣的概念，叫做全反射角公式。

咱先来说说啥是全反射。

你想象一下，光在不同介质中穿梭，就好像一个调皮的孩子在不同的游乐场玩耍。

当光从光密介质射向光疏介质时，如果入射角大到一定程度，光就会被“弹回来”，全部反射回原来的介质，这种现象就是全反射。

那全反射角公式是啥呢？它就像是一把神奇的钥匙，能帮我们算出这个“临界的角度”。

全反射角公式是：sin C = 1 / n ，这里的 C 就是全反射角，n 是光从一种介质进入另一种介质时的折射率。

记得有一次，我带着一群学生去实验室做光的折射和全反射实验。

我们用玻璃砖、激光笔这些简单的工具，想要亲眼见证光的奇妙行为。

有个小家伙特别积极，自告奋勇要来操作激光笔。

一开始，他随意地调整着入射角，光一会儿折射，一会儿反射，搞得他有点迷糊。

我就引导他：“咱们得找到那个神奇的角度，让光全部被反射回来。

”他瞪大了眼睛，一脸认真，小心翼翼地改变着入射角。

当光终于在某个角度完全反射回去的时候，他兴奋得跳了起来，大喊：“老师，我做到啦！”那一刻，我能感觉到他对物理的兴趣被点燃了。

在实际生活中，全反射角公式也有不少应用呢。

比如光纤通信，就是利用了光的全反射原理。

光线在光纤内部不断地全反射，就能快速而准确地传输信息。

还有潜水员在水下看水面上方的景象时，也会涉及到全反射的现象。

如果角度不对，可能看到的就是一片模糊或者奇怪的景象。

再比如，珠宝鉴定中，通过观察宝石内部的全反射现象，可以判断宝石的品质和真伪。

总之，全反射角公式虽然看起来只是一个简单的数学表达式，但它背后隐藏着光的奇妙世界，等待着我们去探索和发现。

就像那个在实验室里兴奋不已的孩子一样，只要我们用心去感受，物理的世界充满了惊喜和乐趣。

希望大家通过对全反射角公式的学习，能更加深入地理解光的行为，也能在生活中发现更多与它相关的有趣现象。

让我们一起在物理的海洋里畅游，不断探索未知的奥秘！。

初中物理的解析光的折射定律与光的全反射光的折射定律是物理学中的一个重要概念，用于描述光线从一种介质传播到另一种介质时的偏折现象。

本文将详细解析光的折射定律以及与之相关的光的全反射现象。

一、光的折射定律光的折射定律描述了光从一种介质传播到另一种介质时的偏折现象。

根据折射定律，光线在两个介质的交界面上发生折射时，入射角、折射角和两个介质的折射率之间存在一定的关系。

设光线从第一个介质进入第二个介质，入射角为θ₁，折射角为θ₂，第一个介质的折射率为n₁，第二个介质的折射率为n₂。

则根据光的折射定律可得：n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂其中，sinθ₁为入射角的正弦值，sinθ₂为折射角的正弦值。

根据光的折射定律，我们可以解释一些常见的现象，比如光在不同介质边界上的偏折现象、光的色散现象等。

二、光的全反射光的全反射是光线从光密介质射向光疏介质时的一种特殊现象，当入射角大于某个临界角时，折射角将无解，光线将完全反射回光密介质中，不再传播到光疏介质中。

设光密介质的折射率为n₁，光疏介质的折射率为n₂，临界角为θ_c。

当入射角大于临界角时，即θ₁ > θ_c，折射角不存在，光线将发生全反射。

临界角的计算公式为：θ_c = arcsin(n₂/n₁)其中，arcsin为反正弦函数。

光的全反射现象在实际应用中有着广泛的应用，比如光纤通信中的信号传输、显微镜中的观察等。

三、实验演示与应用为了验证光的折射定律和光的全反射现象，我们可以进行一些简单的实验演示。

1. 光的折射实验取一块透明的玻璃板和一个直尺，将直尺竖直放置，并将玻璃板倾斜支在直尺上。

然后，用一支光线垂直射向玻璃板，观察光线经过玻璃板后的折射现象。

通过改变入射角和观察折射角的变化，可以验证光的折射定律。

2. 光的全反射实验取一块光密介质的透明棱镜，将一束光线斜射进入棱镜中，并逐渐增大入射角。

当入射角大于临界角时，观察光线的全反射现象。

通过测量不同材料的临界角，可以验证光的折射定律和光的全反射现象。

“全反射”是高中物理第三册的必修内容，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。

全反射现象研究，既是对反射和折射知识的巩固与深化，又为下一节“棱镜”的学习作了铺垫。

同时，本节内容与生产和科技应用联系紧密，是实现课堂知识学习走向课外、走向生产、走向科技的重要教学内容。

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。

学生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，这就要求教师在设计中要对教学手段有针对性地选择和优化处理，提高学生分析、归纳及抽象思维的能力，同时使学生积极、主动地参与到教学探究过程中来，让学生在获得知识与技能的过程中学会学习并获得积极的情感体验。

案例片段一：现象情境导入设计。

多媒体展示广西南宁南湖大桥美丽的彩帘水幕瀑布夜景图片，在学生欣赏美景之余，引发学生思考：光为什么会沿弯曲的水流传播？分析：以南宁夜景作引入，让学生有种亲近感，熟悉的地方也有美丽的风景，让学生体会到物理与美的有机结合。

学生是见过彩帘瀑布的，但没有想到其中蕴含着丰富的物理知识，教师引导学生注意观察，产生疑问，从而激发学生学习的兴趣。

案例片段二：逻辑困惑情境设计。

①一束光从空气中斜射到与水的分界面处，入射角与折射角相比，哪个角较大？若已知水的折射率为1.3，入射角为60°，求此时的折射角多大？(学生可以很快得出结论)②如果把条件改成光从水斜射到与空气的分界面处，其他条件不变又如何？分析：探究要始于问题，而问题源于质疑，质疑往往出现在新旧认知发生冲突之时。

在问题②中学生计算出折射角的正弦值大于1，出现了与数学常识相悖的情况，显然不合理，问题出在哪里？这让学生大为不解。

从心理学的角度看，一个出乎意料或与常理相悖的问题，能引发认知冲突，激发学生的探究欲望，此时可因势利导提出本节要研究的课题：“光的全反射”。

光学知识点光的折射与全反射光学知识点：光的折射与全反射在我们日常生活中，光的现象无处不在。

从我们看到水中的鱼似乎位置发生了变化，到光纤通信中光的高效传输，都涉及到光的折射与全反射这两个重要的光学知识点。

接下来，让我们一起深入了解一下它们。

首先，咱们来说说光的折射。

当光从一种介质斜射入另一种介质时，它的传播方向一般会发生改变，这种现象就叫做光的折射。

为了更好地理解光的折射，我们得先认识几个关键的概念。

一个是入射角，它指的是入射光线与法线的夹角。

另一个是折射角，即折射光线与法线的夹角。

还有一个重要的概念是折射率，它是反映两种介质光学性质的物理量。

光的折射遵循一定的规律，那就是折射定律。

简单来说，就是入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数，这个常数就等于两种介质的折射率之比。

那光为什么会发生折射呢？这是因为光在不同介质中的传播速度不同。

当光从光速快的介质进入光速慢的介质时，折射角会小于入射角；反之，当光从光速慢的介质进入光速快的介质时，折射角会大于入射角。

光的折射现象在生活中有很多有趣的例子。

比如把一根筷子插入水中，从水面上方看，筷子好像折断了。

这就是因为光从空气进入水发生折射，我们的眼睛沿着折射光线的反向延长线去看，就觉得筷子好像断了。

再比如，我们看水底的石头，会觉得石头比实际位置浅，也是光的折射在“作怪”。

接下来，咱们聊聊光的全反射。

当光从光密介质射向光疏介质时，如果入射角增大到一定程度，折射光线就会消失，只剩下反射光线，这种现象就是全反射。

能发生全反射是有条件的。

首先，光必须从光密介质射向光疏介质。

其次，入射角要大于或等于临界角。

临界角是一个很重要的概念，它是指折射角等于 90 度时对应的入射角。

全反射在实际应用中有着广泛的用途。

光纤通信就是一个典型的例子。

在光纤中，光不断地在芯和包层的界面上发生全反射，从而实现了光信号的长距离、低损耗传输。

还有一些光学仪器，比如三棱镜，也利用了全反射的原理来改变光的传播方向。