3. 光的全反射教学实录与评析

学习成功的条件：求全求准

认真到底

全反射

【考纲要求】II级要求

【课标要求】

能判断是否发生全反射，并能进行相关计算．

【学习目标】

1.知道光疏介质、光密介质、全反射、临界角的概念．

2．能判断是否发生全反射，能计算有关问题并能解释全反射现象．

【学习重点】

解释全反射现象，发生全反射时临界角的计算．

【学习难点】

能判断是否发生全反射，并能进行相关计算．

【学习过程】

一、全反射

1、光疏介质和光密介质

结论：

光在折射时，总是光疏介质中的角大

思考与讨论：

既然光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，可以预料，当入射角增大到一定程度，但还没有达到90°时，折射角就会增大到90°。如果入射角再增大，会出现什么现象？

2、全反射

入射角θθ1（1）光必须从光密介质射向光疏介质

（2）入射角必须大于（或等于）临界角

4、临界角公式：

设介质的折射率为n，则有：

注意：

（1）光由介质射向空气或真空时，介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小。就越容易发生全反射。

（2）由光路可逆知，若光从光疏介质射入光密介质，折射角不会大于临界角。

例1、如图所示，介质Ⅱ为空气，介质Ⅰ的折射率为说法中正确的是

（

）

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发生全反射，

光线b不发生全反射

D．光线a不发生全反射，光线b发生全反射

例2:如图2所示，一束光线从空气射入某介质，入射光线与反射光线夹角为90°，折射光线与入射光线延长线间夹角为15°，求：

(1)该介质的折射率；

2，下列

增大时，折射角θ2也增大，折射光线越来越暗，反射光线却逐渐变亮；当入射角90°，折射光线就完全消失了，只剩下反射光线，这种现

(2)光在该介质中传播的速度；

(3)当光从介质射入空气时的临界角．

1增大到某一角度时，折射角θ2达到象叫全反射

折射角为90°时的入射角叫做临界角，用C表示。

当入射角θ1≥C，只有反射光线，没有折射光线。

全反射现象表明：光在两种介质界面不一定同时存在着反射和折射现象。

3、发生全反射的条件：

高二物理标准化学案

学习成功的条件：求全求准

认真到底

4、现象解释：

（1）水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮。

原因是：光从水或玻璃射向气泡时，一部分光在分界面上发生了全反射

(2)“沙漠蜃景”和“海市蜃楼”

虽然都是由空中大气对光线的折射和全反射形成的，但因空气折射率大小分布有所不同，使得光线偏折情况有所不同．

“沙漠蜃景”是倒立的虚像，而“海市蜃楼”是正立的虚像．

例3、在水中的鱼看来，水面上和岸上的所有景物，都出现在顶角约为97.6°的倒立圆锥里，为什么？

例4. 夜晚，在湖中心水面深ｈ=1m处放一点光源，在岸上的人看来，水面能否全部被照亮？

若能说明理由．若不能，求出被照亮的面积. 已知水的折射率为1.33 (sin48.8°=1/1.33

, tan48.8°=1.14)

二、全反射的应用

（1）全反射应用1----全反射棱镜（截面为等腰直角三角形的棱镜）

A、原理：利用全反射原理

B、作用：改变光路

C、优越性：反光率高,接近达到100%，成像失真小. D、应用：精密昂贵的光学仪器中，比方说显微镜，单反相机，潜望镜，望远镜，车尾灯……

（2）全反射应用2----光导纤维

•

一种利用光的全反射原理制成的能传导光的玻璃丝，由内芯和外套组成，内芯的折射率大于外套的折射率。

•

当光线射到光导纤维的端面上时，光线就折射进入光导纤维内，经内芯与外套的界面发生多次全反射后，从光导纤维的另一端面射出，而不从外套散逸,故光能损耗极小。

光纤通信：A、原理：利用全反射原理（思考光纤内外层折射率的差别）

B、作用：传输光、图象或者其他信息

C、优越性：光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强．

D、应用：光纤通信，医学及工业内窥镜，饰品等……

例5、如图2所示，一透明塑料棒的折射率为n,光线由棒的一端面射入，当入射角i在一定范围内变化时，光将全部从另一端面射出。当入射角为i时，光在棒的内侧面恰好发生全反射。若塑料棒长度为L,求光从一端传到另一端的时间。

高二物理标准化学案