4.2 全反射-2022-2023学年高二物理上学期同步学案+教案（人教版2019选择性必修第一册）

4.2光的全反射 基础导学 要点一、全反射 1．光疏介质和光密介质 (1)光疏介质：折射率较小(填“大”或“小”)的介质． (2)光密介质：折射率较大(填“大”或“小”)的介质． (3)光疏介质与光密介质是相对(填“相对”或“绝对”)的． 2．全反射现象 (1)全反射：光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射．若入射角增大到某一角度，折射光线完全消失，只剩下反射光线的现象． (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)全反射发生的条件 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． 要点二、全反射棱镜和光导纤维 1．形状：截面为等腰直角三角形的棱镜． 2．全反射棱镜的特点：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． 光导纤维 1．原理：利用了光的全反射． 2．构造：由内芯和外套两层组成．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射． 3．光导纤维除应用于光纤通信外，还可应用于医学上的内窥镜等． 4．光纤通信的优点是传输容量大、衰减小、抗干扰性及保密性强等． 要点突破 突破一：全反射 1.全反射现象 (1)全反射的条件： ①光由光密介质射入光疏介质. ②入射角大于或等于临界角. (2)全反射遵循的规律：①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全反射的临界角C和折射率n的关系：sin C＝. (3)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，反射光线的能量等于入射光线的能量. 2.不同色光的临界角：由于不同颜色(频率不同)的光在同一介质中的折射率不同.频率越大的光，折射率也越大，所以不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时，频率越大的光的临界角越小，越易发生全反射. 二、全反射棱镜改变光路的几种情况 入射方式 项目 方式一 方式二 方式三 光路图 入射面 AB AC AB 全反射面 AC AB、BC AC 光线方向改变角度 90° 180° 0°(发生侧移)