3. 光的全反射ppt配套教案和课堂实录

几何光学全反射 导学案(1课时) 一【情景导入】

前面我们复习了交变电流的相关知识，今天开始复习光学，从这几年的高考试题来看，光学部分一般考1个选择题的概率较大，且难度适中，我们要力争稳得分。

二【教学目标】

1、掌握光的直线传播规律，能解释相关现象。

2、掌握光的反射，反射定律，平面镜成像作图法。

3、掌握光的折射，折射定律，折射率，全反射和临界角，能进行相关计算。

三【教学重点与难点】

1、重点：掌握光的反射定律、折射定律、全反射。

2、难点：利用折射定律、全反射进行相关计算。

四【导学过程】

（一）【自主探究】

1、光沿直线传播的条件：光在同种

均匀介质

中沿直线传播。

2、光的反射

（1）反射定律：反射光线跟入射光线和法线在 同一平面内

，反射光线和入射光线分居在

法线

两侧，反射角

等于

入射角。

（2）平面镜成像特点：正立、等大的 虚像 ，像和物关于平面镜对称。

3、光的折射

（1）折射定律：折射光线跟入射光线和法线在同一平面上，并且分别位于法线两侧，入射角i的正弦跟折射角r的正弦成正比。

（2）折射率：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角i的正弦跟折射角r的正弦之比，叫做这种介质的折射率，即nsini，它还等于光在真空中的速度c 跟光在这种介质中sinr的速度v之比，即n4、全反射

c，n 总大于1。

v （1）全反射:光从光密介质射入

光疏介质

时,在界面处一部分光被反射回原介质中,一部分光被折射到另一种介质中,随着入射角的增大, 折射角

逐渐增大,且折射光线越来越弱,反射光线

越来越强,当入射角增大到一定角度,折射角达到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。

（2）产生条件：①光线由光密介质射向光疏介质；②入射角i

大于

（或等于）临界角C。

1

（3）临界角:折射角等于90°时的入射角叫做临界角，当光线由某种折射率为n的介质射入真空时，sinC1。

n5、可见光按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫光的顺序，频率逐渐

增加

，相对同种介质折射率逐渐

增加

，传播速度逐渐

减小

，波长逐渐

减小

，临界角逐渐

减小

。

（二）【互帮导学】

【例1】判断下列说法的正误。

A．甲乙在同一明亮空间，甲从平面镜中看见乙的眼睛时，乙一定能从镜中看见甲的眼睛（√）

B.小孔成像、影子的形成能够说明光是沿直线传播的。 （√）

C.可见光的传播速度总是大于电磁波的传播速度 （×）

D.在介质中光总是沿直线传播 （×）

E.“海市蜃楼”现象说明光沿直线传播 （×）

F.各种色光由某种介质射入另一种介质的频率将改变，颜色不变 （×）

G.介质的折射率就是入射角的正弦跟折射角的正弦之比 （×）

H.白光透射三棱镜会发生色散现象，说明各种色光的折射率不同 （√）

【学生展示】小组核对答案，教师答疑。

【例2】如图所示，平面镜与x轴平行放置，其两端的坐标分

别为（-2,2），（0,2），人眼位于x轴上+2处。人眼可以从

平面镜中看到x轴上的坐标的区间是（ A ）

A、6X2 B、5X1

C、4X3 D、6X0

【思考】①由平面镜成像规律作出光路图 ②如果有一个光源从O点沿x轴负半轴运动，人

眼可以从平面镜中看到该光源的像的x轴上的区间是什么？

【学生展示】

答案 A 解析:如图

【例3】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（ ）

2

A、r B、1.5r C、2r D、2.5r 【思考】①作出光路图，判定是否在第一次达到侧面时发生全反射 ②利用平面几何知识求解。

【学生展示】

【例4】（2008年四川）如图，一束单色光射入一玻璃球体，入射角为

60°。己知光线在玻璃球内经一次反射后，再次折射回到空气中时

与入射光线平行。此玻璃的折射率为（ C ）

A、 B、1.5 C． D．2 【思考】①作出光路图 ②

利用平面几何求解

【学生展示】

答案 C 解析：如图，为光线在玻璃球内的光路图，A、C为折射点，B为

反射点，作OD平行于入射光线，故玻璃的折射率

，所以，

（三）【评价达标】

1、（2011年福建）如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方。一束

白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射

光在白光屏上呈现七色光带。若入射点由A向B缓慢移动，并保持

白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失。在

光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光

分别是（ C ）

A．减弱，紫光 B．减弱，红光 C．增强，紫光 D．增强,红光

2、（2011年全国）雨后太阳光入射到水滴中发生色散而形成彩虹。设水

滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的

平面内，a、b、c、d代表四条不同颜色的出射光线，则它们可能依次

是（ B ）

3

A．紫光、黄光、蓝光和红光 B．紫光、蓝光、黄光和红光

C．红光、蓝光、黄光和紫光 D．红光、黄光、蓝光和紫光

3、（2010年重庆）如图所示，空气中有一折射率为o,的玻璃柱体，其

横截面是圆心角为90、半径为R的扇形OAB、一束平行光平行于横截

面，以45o入射角射到OA上，OB不透光，若只考虑首次入射到圆弧AB 上的光，则AB上有光透出的部分的弧长为（ B ）

A．1/6R B．1/4R C.1/3 R D．5/12R

（四）【课堂小结】

这节课我们主要复习了光的直线传播规律，光的反射，反射定律，平面镜成像作图法，光的折射，折射定律，折射率，全反射和临界角，学会相关计算方法，力争稳得分。

（五）【课后作业】

1、（2011年重庆）在一次讨论中，老师问道：“假如水中相同深度处有a、b、c三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现，b 在水下的像最深，c照亮水面的面积比a的大。关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断？”有同学回答如下：

①c光的频率最大

③b光的折射率最大 ②a光的传播速度最小

④a光的波长比b光的短

根据老师的假定，以上回答正确的是（ ）

A．①② B．①③ C．②④ D．③④

2、某棱镜顶角θ=41.30°，一束白光以较大的入射角从棱镜的

一个侧面射入，通过棱镜后从另一个侧面射出，在光屏上形成

由红到紫的彩色光带如右图所示，当入射角i逐渐减小到零的

过程中，彩色光带变化情况是（ ） 色光

折射率

临界角

紫

1.532 蓝

1.528 绿

1.519 黄

1.517 橙

1.514 红

1.513

40.75°

40.88°

41.17°

41.23°

41.34°

41.37°

4

A．紫光最先消失，最后只剩下橙光、红光

B．紫光最先消失，最后只剩下黄光、橙光和红光

C．红光最先消失，最后只剩下紫光、蓝光

D．红光最先消失，最后只剩下紫光、蓝光和绿光

3、半径为R的半圆形玻璃砖横截面如图所示，O为圆心，光线a沿半

径方向射入玻璃砖后，恰在O点发生全反射，已知∠aOM=45°。另

一条与a平行的光线b从最高点入射玻璃砖后，折射到MN上的d 点，则Od为 （ ）

A、3/3 R B、3/2 R C、3R D、2/3 R

4、（2010年全国2）频率不同的两束光1和2，相同的入射角从同一点射入一厚玻璃后，其光路如右图所示，下列正确的是（ ）

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通过玻璃所需要的时间小于单色光2通过玻璃所需

要的时间

D．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2的从玻璃到空气的全反射临界角

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