4.3 光的全反射 学案-2021-2022学年高二上学期物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

第3节 光的全反射 学案 学习目标： 1.知道光疏介质和光密介质，理解它们的相对性. 2.理解光的全反射，会利用全反射解释有关现象. 3.理解临界角的概念， 基础知识： 一、全反射及其产生条件 1．全反射 光从玻璃射入到空气中时，折射角大于入射角，当入射角增大到一定程度时，折射光线完全消失，全部光都被反射回玻璃内，这种现象称为全反射现象． 2．临界角 刚好发生全反射，即折射角等于90°时的入射角．用字母C表示，光从介质射入空气(真空)时，发生全反射的临界角C与介质的折射率n的关系是sin C＝. 3．光疏介质和光密介质 两种介质比较，折射率较小的介质叫作光疏介质，折射率较大的介质叫作光密介质． 4．全反射的条件 (1)光从光密介质射入光疏介质． (2)入射角大于等于临界角． 二、全反射现象 1．解释全反射现象 (1)水或玻璃中的气泡看起来特别亮，是由于光射到气泡上发生了全反射． (2)在沙漠里，接近地面的热空气的折射率比上层空气的折射率小，从远处物体射向地面的光线的入射角大于临界角时，发生全反射，人们就会看到远处物体的倒影． 2．全反射棱镜 (1)全反射棱镜是截面为等腰直角三角形的棱镜。 (2)全反射棱镜的特点 ①当光垂直于它的一个界面射入后，都会在其内部发生全反射，与平面镜相比，它的反射率很高。 ②反射面不必涂敷任何反光物质，反射时失真小。 (3)全反射棱镜改变光路的两种常见情况。如图甲、乙所示。 重难点理解： 一、全反射 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 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比较光在其中传播速度的大小或折射率的大小来判断谁是光疏介质或光密介质。 (3)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光密介质。 2.全反射现象的理解 (1)全反射遵循的规律：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。 (2)从能量角度来理解全反射：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，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，反射光的能量等于入射光的能量。 典例1、某种介质