13.2 全反射—人教版高中物理选修3-4课件 +素材

高考导航 1.基本考察点：光疏介质、光密介质、全反射条件及应用、临界角； 2. 常考点：全反射光路做图及计算； 3.难点：全反射的计算光路作图； 4 .题型及难度：以计算题为主，中等偏难。 13.2 全反射 1.光疏介质和光密介质 一、全反射   光疏介质 光密介质 定义 传播速度 折射特点 （1）光在各种介质中的传播速度和介质相对真空的折射率都是不相同的。 折射率较小的介质 折射率较大的介质 光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的传播速度小 光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角 光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角 2 一、全反射 （2）对光疏介质和光密介质的理解 ①光疏介质和光密介质是相对而言的，并没有绝对的意义。例如水晶n=1.55对水n=1.33是光密介质，而对金刚石来说n=2.42就是光疏介质。同一种介质到底是光疏介质还是光密介质并非绝对的。 ②光疏和光密是从介质的光学特性来说的，并不是它的密度大小。例如酒精的密度比水小，但酒精和水相比酒精是就光密介质。 一、全反射   光疏介质 光密介质 折射率 光的传播速度 ③光疏介质和光密介质的比较 相对性 大 小 小 大 若n甲>n乙，则甲是光密介质，乙是光疏介质， 若n甲<n丙，则甲是光疏介质，丙是光密介质。 2、全反射 (1)全反射现象：光从光密介质射入光疏介质时，同时发生反射和折射。如果入射角逐渐增大，折射光线离法线会越来越远，而且越来越弱，反射光却越来越强。 若入射角增大到某一角度，使折射角等于90°时，折射光完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射。这时的入射角叫做临界角，用字母C表示。 (2) 发生全反射的条件 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。 一、全反射 一、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，即折射光线能量减小，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，入射光的能量全部反射回来。这就是全反射现象。 (3)从能量角度来理解全反射： 注意： 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， 由于不存在折射光线，光的折射定律不再适用。 一、全反射 (1)定义：刚好发生全反射(折射角为90°)时的入射角为全反射的临界角，用C表示。 (2)表达式：光由折射率为n的介质射向真空或空气时，若刚好发生全反射，则折射角恰好等于90°， n＝= ，即sin C＝ 即C=arcsin 说明: ①介质的折射率越大，发生全反射的临界角越小 ②发生全反射时仍然遵循光路可逆原理 ③不同色光的临界角：不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时， 频率越高的光的临界角越小，越易发生全反射。 3、临界角 (1)光必须从光密介质射入光疏介质。 (2)入射角大于或等于临界角。 (3)利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键，且在作光路图时比例与实际相符，这样更有利于问题的分析。 解答全反射类问题的技巧： 一、全反射 例1.(多选)下列说法正确的是（　　） A．因为水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介质 B．因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质 C．同一束光，在光密介质中的传播速度较大 D．同一束光，在光密介质中的传播速度较小 BD 一、全反射 例2.(多选）如图所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度相同的光线，均由空气射入到玻璃砖，到达玻璃的圆心位置．下列说法正确的是（　 　） A．假若三条光线中有一条在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，则光线bO的反射光线比光线cO的反射光线的亮度大 ACD 一、全反射 例3.如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点，已知入射方向与边AB的夹角为θ＝30°，E、F分别为边AB、BC的中点，则（　　） A．该棱镜的折射率为 B．光在F点不会发生全反射 C．光从空气进入棱镜，波速不变 D．从F点出射的光束与入射到E点的光束平行 B 一、全反射 1．全反射棱镜及其应用 (1)定义： 截面为等腰直角三角形的棱镜称为全反射棱镜。 (2)作用： 利用全反射来改变光的传播方向。 (3)光学特性： ①当光垂直于它的一