高中物理【光的折射 全反射】课件

导纤维中间入射
由A点传输到B点所用时间为t
画出临界光路图
可求得光在AB中的速度v
答案


解析 光信号由 A 点进入光导纤维后,沿 AO 方向照射到 O 点,此时入射角 α
恰好等于临界角。由几何关系可得光在光导纤维中传播的距离
设光在此介质中的速度为 v,则有 sin α=sin
要点笔记
1

C= ,n=,而
M恰好为AC的中点,因此在AA'C'C平面上有一半的面积有光线出射,A正
确,B错误;折射率变小,导致临界角会增大,这时M点上方也会有光线出射,
因此出射光线区域的面积将增大,C正确,D错误。
考题点睛
规律总结
求解全反射问题的思路
1.求解全反射问题的步骤
(1)确定光是由光疏介质射入光密介质还是由光密介质射入光疏介质。
全反射。
4.全反射的条件
必须同时具备以下两个条件:
(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。
易错辨析 判一判
(1)密度大的介质就是光密介质,密度小的介质就是光疏介质。( × )
光密与光疏是从介质的光学特征上来讲的,与密度大小无关。
(2)光从空气射入水中时可能发生全反射现象。( × )
这是什么道理呢?
要点提示 一部分光发生了全反射,有更多的光反射到人的眼睛中,人就会
感觉特别明亮。
【知识归纳】
1.对光疏介质和光密介质的理解
(1)光疏介质和光密介质的比较:
比较项目
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。任何两种透明介质都可以通过

5．直线P1P2过均匀玻璃球球心O，细光束a、b平行且关于P1P2 对称，由空气射入玻璃球的光路如图2所示．a、b光相比 ()
图2 A．玻璃对a光的折射率较大 B．玻璃对a光的临界角较小 C．b光在玻璃中的传播速度较小 D．b光在玻璃中的传播时间较短
解析 由题图可知，b 折射程度较大，故玻璃对 b 的折射率较 大，A 错误；由 sin C＝n1知 b 的临界角较小，B 错误；由 v＝nc 知，b 在玻璃中的传播速度较小，C 正确；b 在玻璃中传播距离 大且传播速度小，由 t＝vx知，b 在玻璃中的传播时间较长，D 错误． 答案 C
.1
Wb＝1 T·m2. 说明：当平面与磁场夹角为θ时，穿过BS平co面sθ的磁通量可用平面在
垂直于磁场B的匀方强向的投影面积进行计算，垂Φ直＝BS⊥＝
3.适用条件：(1Φ)
磁场；(2)磁感线与平磁面通密度 .
4.引申：由于B＝S ，因此，磁感应强度B又叫做
.
.
答案
典例精析
例5 如图5所示，线圈abcd平面与水平方向夹角θ
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，则所观察到的圆形区域半径为( )
A．htan θ
B．hsin θ
C．tahn θ
D．sinh θ
解析 如图所示，水面上景物发出的光线经水面折射后均在顶 角为2θ的圆锥里，人的眼睛处在圆锥的顶点处，而最远处的景 物进入眼睛的光线几乎是紧贴水面，其入射角接近90°，折射 角为θ.因此，人看到的景物呈现在人眼上方以O点为圆心、半 径为r的水面区域内，由图可知r＝htan θ.
解析 (1)光路图如图所示，其中AO为入射光线，OB为折射光 线.
(2)由题意，n＝ssiinn

• 解析 (1)分别连接玻璃砖两侧的大头针所 在的点，并延长与玻璃砖边分别相交，标 出传播方向，然后连接玻璃砖边界的两交 点，即为光线在玻璃砖中传播的方向．光 路如图所示．
• 答案 (1)如解析图所示 • (2)1.53(说明：±0.03范围内都可) • (3)A
• 【例4】 如图5所示，半球形玻璃砖的平 面部分水平，底部中点有一小电珠．利用 游标卡尺(或直尺)测量出有关数据后，可计 算玻璃的折射率．试完成以下实验步骤：
解析 随入射角增大最先消失的是 A 光，所以 A 光的临界角小 于 B 光的临界角，根据 sin C＝n1可知 nA＞nB，选项 A 正确，B 错误；反射光线从玻璃砖的右侧射出，在 NP 部分会一直有一 个 AB 光重合的光斑．所以 α＜θ＜β 时，B 光不会发生全反射， 在光屏上会有两个光斑，选项 C 错误；β＜θ＜π2时，两种光都 发生全反射，光屏上只有一个光斑出现在 NP 部分，选项 D 正 确． 答案 AD
时，光屏NQ区域出现两个光斑，逐渐增 大θ角，当θ＝α时，光屏NQ区域A光的光 斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏 NQ区域B光的光斑消失，则
•( )
• A．玻璃砖对A光的折射率比对B光的大 • B．A光在玻璃砖中传播速度比B光的大 • C．α＜θ＜β时，光屏上只有1个光斑 • D．β＜θ＜时，光屏上只有1个光斑
• 图5
• (1)若S发光，则在玻璃砖平面上方看到平面 中有一圆形亮斑，用游标卡尺测出 ________ 和 ________( 写 出 对 应 字 母 和 其 表示的意义)．
• (2) 写 出 玻 璃 折 射 率 的 表 达 式 ： ________( 用 上 述 测 量 的 物 理 量 的 字 母 表 示)．
解析 如图，由几何关系和全反射知识，sin C＝n1，解得 n＝

考点探究
2.各种色光的比较
颜色 频率 同一介质中折射率 同一介质中速度 波长 临界角 通过棱镜的偏折角
红橙黄绿蓝靛紫 低→高 小→大 大→小 大→小 大→小 小→大
考点探究
例2 (多选)如图37-4所示,一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖,在玻璃砖底
面上的入射角为θ,经折射后射出a、b两束光线,则 ( )
考点探究
OO'为过 M 点的法线,∠C 为直角,OO'∥AC.由几何关系有∠MNC=r' 由反射定律可知 ∠PNA=∠MNC 联立得∠PNA=r 由几何关系得 r=30° 联立得 n= 3
考点探究
(2)设在 N 点的入射角为 i″,由几何关系得 i″=60° 此三棱镜的全反射临界角满足 nsinθc=1 联立得 i″>θc 此光线在 N 点发生全反射,三棱镜的 AC 边没有光线透出.
教材知识梳理
三、全反射 1.定义:光从光密介质入射到光疏介质的分界面上时,当 入射角 增大到某一角度 时,折射光线消失,只剩下反射光线的现象.
2.条件:①光从 光密 介质射向 光疏 介质;②入射角 大于或等于 临界角.
3.临界角:折射角等于90°时的入射角.若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空
考点探究
[答案] 150° [解析] 设球半径为 R,球冠底面中心为 O',连接 O、O',则 OO'⊥AB.令∠ OAO'=α,有 cos α=������'������= 23������
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即 α=30° 由题意 MA⊥AB 所以∠OAM=60°
考点探究
设图中 N 点为光线在球冠内底面上的反射点,光路图如图所示.设光线在 M 点的入射角为 i、折射角为 r,在 N 点的入射角为 i',反射角为 i ″,玻璃折射率 为 n.由于△OAM 为等边三角形,有 i=60° 由折射定律有 sin i=nsin r 代入题给条件 n= 3得 r=30°