高中物理教科版選修34第4章學(xué)案3光的全反射課件

1、第四章光的折射 第四章光的折射 學(xué)案3光的全反射 1.理解光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)，了解“疏”與“密”是相對的.2.理解光的全反射，會利用全反射解釋有關(guān)現(xiàn)象.3.理解臨界角的概念，能判斷是否發(fā)生全反射并能畫出相應(yīng)的光路圖.4.了解全反射棱鏡和光導(dǎo)纖維.學(xué)習(xí)目標(biāo)定位學(xué)案3光的全反射 1.理解光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)，了解“疏”知識儲備區(qū)知識鏈接1.入射角的正弦值與折射角的正弦值之比為一常數(shù)新知呈現(xiàn)一、大于 越小 較大 較小知識儲備區(qū)知識鏈接1.入射角的正弦值與折射角的正弦值之比為一知識儲備區(qū)新知呈現(xiàn)二、1.反射 90 臨界角 2.三、全反射 大 小 高 知識儲備區(qū)新知呈現(xiàn)二、學(xué)習(xí)探究區(qū)一、全反射 二、全反射

2、的應(yīng)用 學(xué)習(xí)探究區(qū)一、全反射 二、全反射的應(yīng)用 一、全反射 問題設(shè)計返回如教材圖所示，讓光沿著半圓柱形玻璃磚的半徑射到它的平直的邊上.在這個邊與空氣的界面上會發(fā)生反射和折射.逐漸增大入射角，觀察反射光線和折射光線的變化.答案由實驗可以看到，當(dāng)光沿著半圓柱形的玻璃磚的半徑射到直邊上時，一部分光從玻璃磚的直邊上折射到空氣中，一部分光反射回玻璃磚內(nèi)，逐漸增大入射角，會看到折射光離法線越來越遠(yuǎn)，而且越來越弱，反射光卻越來越強(qiáng).當(dāng)入射角增大到某一角度，使折射角達(dá)到90時，折射光完全消失，只剩下反射光.一、全反射 問題設(shè)計返回如教材圖所示，讓光沿著半圓柱形玻要點提煉返回一、全反射 1.光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)任

3、何介質(zhì)的絕對折射率都 1，折射率越大，光在其中傳播的速度就越小，兩種介質(zhì)相比較，折射率較大的介質(zhì)叫光密介質(zhì)，折射率較小的介質(zhì)叫光疏介質(zhì).2.全反射現(xiàn)象(1)臨界角： 時的入射角稱為全反射臨界角，簡稱臨界角，用C表示，sin C .大于折射角為90要點提煉返回一、全反射 1.光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)大于折射角返回一、全反射 (2)全反射發(fā)生的條件光從 介質(zhì)射入 介質(zhì).入射角 臨界角.(3)全反射遵循的規(guī)律折射角隨著入射角的增大而增大，折射角增大的同時，折射光線的強(qiáng)度減弱，亮度 ，而反射光線的強(qiáng)度增強(qiáng)，亮度 .光密光疏大于或等于減弱增強(qiáng)返回一、全反射 (2)全反射發(fā)生的條件光密光疏大于或等于返回一、全反

4、射 當(dāng)入射角增大到某一角度(即臨界角)時，折射光線完全消失(即折射角為 )，入射光線的能量 反射回原介質(zhì)，入射光與反射光遵循光的反射定律.90全部返回一、全反射 當(dāng)入射角增大到某一角度(即臨界角)時，返回一、全反射 為什么水中或玻璃中的氣泡看起來特別明亮？答案水或玻璃中的氣泡是光疏介質(zhì)，光經(jīng)過水或玻璃照射氣泡時，一部分光會發(fā)生全反射，相對于其他物體而言，有更多的光入射到人眼中，就好像光是由氣泡發(fā)出的，因此人眼感覺氣泡特別明亮.延伸思考返回一、全反射 為什么水中或玻璃中的氣泡看起來特別明亮？二、全反射的應(yīng)用 返回問題設(shè)計1.如圖1所示，自行車后面有尾燈，它雖然本身不發(fā)光，但在夜間行駛時，從后面開

5、來的汽車發(fā)出的強(qiáng)光照在尾燈上時，會有較強(qiáng)的光被反射回去，使汽車司機(jī)注意到前面有自行車.那么自行車的尾燈利用了什么原理？答案利用了全反射的原理.圖1二、全反射的應(yīng)用 返回問題設(shè)計1.如圖1所示，自行車后面二、全反射的應(yīng)用 返回2.素有“光纖之父”之稱的華裔科學(xué)家高錕博士，因在“有關(guān)光在纖維中的傳輸以用于光學(xué)通訊方面”取得的突破性成就，獲得了2009年諾貝爾物理學(xué)獎，你知道光纖通訊的原理嗎？答案光纖通訊利用了全反射的原理.二、全反射的應(yīng)用 返回2.素有“光纖之父”之稱的華裔科學(xué)二、全反射的應(yīng)用 1.全反射棱鏡的特點(1)當(dāng)光 于它的一個界面射入后，會在其內(nèi)部發(fā)生(如圖2).全反射棱鏡比平面鏡的反射

6、率高，幾乎可達(dá)100%.(2)反射面不必涂任何反光物質(zhì)，反射失真小.圖2返回要點提煉垂直全反射二、全反射的應(yīng)用 1.全反射棱鏡的特點返回要點提煉垂直全二、全反射的應(yīng)用 2.光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用(1)光導(dǎo)纖維傳光原理： 原理.(2)光導(dǎo)纖維的構(gòu)造：由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率比外套 ，光傳播時在內(nèi)芯和外套上發(fā)生 .如圖3所示.圖3(3)光導(dǎo)纖維的應(yīng)用：光纖通訊、醫(yī)學(xué)上的內(nèi)窺鏡.返回全反射大全反射二、全反射的應(yīng)用 2.光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用返回全反射大全返回延伸思考二、全反射的應(yīng)用 返回延伸思考二、全反射的應(yīng)用 返回典例精析例1 如圖4所示，半圓形玻璃磚放在空氣中，三條同一顏色、強(qiáng)度相同的光線

7、，均由空氣射入玻璃磚，到達(dá)玻璃磚的圓心位置.下列說法正確的是()圖4一、對全反射的理解 返回典例精析例1 如圖4所示，半圓形玻璃磚放在空氣中，三條返回一、對全反射的理解 典例精析A.假若三條光線中有一條在O點發(fā)生了全反射，那一定是aO光線B.假若光線bO能發(fā)生全反射，那么光線cO一定能發(fā)生全反射C.假若光線bO能發(fā)生全反射，那么光線aO一定能發(fā)生全反射D.假若光線aO恰能發(fā)生全反射，則光線bO的反射光線比光線cO的反射光線的亮度大返回一、對全反射的理解 典例精析A.假若三條光線中有一條在返回典例精析解析三條入射光線沿著指向圓心的方向由空氣射向玻璃磚，在圓周界面，它們的入射角為零，均不會偏折.在

8、直徑界面，光線aO的入射角最大，光線cO的入射角最小，它們都是從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，都有發(fā)生全反射的可能.如果只有一條光線發(fā)生了全反射，那一定是aO光線，因為它的入射角最大，所以選項A對.一、對全反射的理解 返回典例精析解析三條入射光線沿著指向圓心的方向由空氣射向玻返回典例精析假若光線bO能發(fā)生全反射，說明它的入射角等于或大于臨界角，光線aO的入射角更大，所以，光線aO一定能發(fā)生全反射，光線cO的入射角可能大于或等于臨界角，也可能小于臨界角，因此，cO光線不一定能發(fā)生全反射.所以選項B錯，C對.假若光線aO恰能發(fā)生全反射，則光線bO和光線cO都不能發(fā)生全反射，但bO光線的入射角更接近于臨界角

9、，所以，光線bO的反射光線較光線cO的反射光線強(qiáng)，即光線bO的反射光線亮度較大，所以D對，本題答案選A、C、D.答案ACD一、對全反射的理解 返回典例精析假若光線bO能發(fā)生全反射，說明它的入射角等于或大返回典例精析二、全反射的應(yīng)用 返回典例精析二、全反射的應(yīng)用 返回典例精析解析當(dāng)光線在水面發(fā)生全反射時，有當(dāng)光線從左側(cè)射入時，由折射定律有聯(lián)立以上兩式，代入數(shù)據(jù)可得二、全反射的應(yīng)用 返回典例精析解析當(dāng)光線在水面發(fā)生全反射時，有二、全反射的應(yīng)返回典例精析例3 光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)如圖6所示，其內(nèi)芯和外套材料不同，光在內(nèi)芯中傳播.以下關(guān)于光導(dǎo)纖維的說法正確的是()圖6二、全反射的應(yīng)用 返回典例精析例3 光導(dǎo)

10、纖維的結(jié)構(gòu)如圖6所示，其內(nèi)芯和外套材返回典例精析A.內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面 上發(fā)生全反射B.內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面 上發(fā)生全反射C.內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面 上發(fā)生折射D.內(nèi)芯的折射率與外套的相同，外套的材料有韌性，可以起 保護(hù)作用二、全反射的應(yīng)用 返回典例精析A.內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時在內(nèi)芯與外套返回典例精析解析光導(dǎo)纖維很細(xì)，它的直徑只有幾微米到一百微米，它由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射.答案A二、全反射的應(yīng)用 返回典例精析解析光導(dǎo)纖維很細(xì)，它的直

11、徑只有幾微米到一百微米返回典例精析例4 空氣中兩條光線a和b從方框左側(cè)入射，分別從方框下方和上方射出，其框外光線如圖7所示.方框內(nèi)有兩個折射率n1.5的玻璃全反射棱鏡.下圖給出了兩棱鏡的四種放置方式的示意圖.其中能產(chǎn)生圖中效果的是()二、全反射的應(yīng)用 圖7返回典例精析例4 空氣中兩條光線a和b從方框左側(cè)入射，二、返回典例精析解析四個選項產(chǎn)生光路效果如下圖：由上圖可知B項正確.答案B二、全反射的應(yīng)用 返回典例精析解析四個選項產(chǎn)生光路效果如下圖：二、全反射的應(yīng)返回課堂要點小結(jié) 全反射全反射現(xiàn)象全反射條件由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)入射角大于等于臨界角臨界角應(yīng)用全反射棱鏡光導(dǎo)纖維sin C 返回課堂要點小

12、結(jié) 全反射全反射現(xiàn)象全反射條件由光密介質(zhì)射自我檢測區(qū)1234自我檢測區(qū)12341.(對全反射的理解)光從介質(zhì)a射向介質(zhì)b，如果要在a、b介質(zhì)的分界面上發(fā)生全反射，那么必須滿足的條件是()A.a是光密介質(zhì)，b是光疏介質(zhì)B.光在介質(zhì)a中的速度必須大于在介質(zhì)b中的速度C.光的入射角必須大于或等于臨界角D.光的入射角必須小于臨界角1234AC1.(對全反射的理解)光從介質(zhì)a射向介質(zhì)b，如果要在a、b介2.(全反射的應(yīng)用)關(guān)于光導(dǎo)纖維的說法，正確的是()A.光導(dǎo)纖維是由高級金屬制成的，所以它比普通電線容量大B.光導(dǎo)纖維是非常細(xì)的特制玻璃絲，但導(dǎo)電性能特別好，所 以它比普通電線衰減小C.光導(dǎo)纖維是非常細(xì)的

13、特制玻璃絲，由內(nèi)芯和外套兩層組成， 光纖是利用全反射原理來實現(xiàn)光的傳導(dǎo)的D.在實際應(yīng)用中，光導(dǎo)纖維必須呈筆直狀態(tài)，因為彎曲的光 纖是不能導(dǎo)光的12342.(全反射的應(yīng)用)關(guān)于光導(dǎo)纖維的說法，正確的是()12解析光導(dǎo)纖維的作用是傳導(dǎo)光，它是直徑為幾微米到一百微米之間的特制玻璃絲，由內(nèi)芯和外套兩層組成，且內(nèi)芯的折射率比外套的大.載有聲音、圖像及各種數(shù)字信號的激光傳播時，在內(nèi)芯和外套的界面上發(fā)生全反射，光纖具有容量大、衰減小、抗干擾性強(qiáng)等特點.在實際應(yīng)用中，光纖是可以彎曲的.所以答案是C.答案C1234解析光導(dǎo)纖維的作用是傳導(dǎo)光，它是直徑為幾微米到一百微米之間3.(全反射的理解)(2014福建13)

14、如圖所示，一束光由空氣射向半圓柱體玻璃磚，O點為該玻璃磚截面的圓心，下圖能正確描述其光路的是()12343.(全反射的理解)(2014福建13)如圖所示，一束光1234解析光從玻璃磚射向空氣時，如果入射角大于臨界角，則發(fā)生全反射；如果入射角小于臨界角，則在界面處既有反射光線，又有折射光線，但折射角應(yīng)大于入射角，選項A正確，選項C錯誤.當(dāng)光從空氣入射玻璃磚時，在界面處既有反射光線，又有折射光線，且入射角大于折射角，選項B、D錯誤.答案A1234解析光從玻璃磚射向空氣時，如果入射角大于臨界角，則4.(全反射的理解)如圖8所示，ABCD是平面平行的透明玻璃磚，AB面和CD面平行，它們分別是玻璃和空氣的界面，設(shè)為界面和界面，光線從界面射入玻璃磚，再從界面射出，回到空氣中，如果改變光到達(dá)界面時的入射角，則()1234圖84.(全反射的理解)如圖8所示，ABCD是平面1234圖8A.只要入射角足夠大，光線在界面 上就可能發(fā)生全反射現(xiàn)象B.只要入射角足夠大，光線在界面 上就可能發(fā)生全反射現(xiàn)象C.不管入射角多大，光線在界面 上都不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象D.不管入射角多大，光線在界面 上都不可能發(fā)生全反射現(xiàn)