第2课 全反射 -【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步学与练（人教版2019）

第2课 全反射 ( 学习目标 ) 课程标准 学习目标 知道光的全反射现象及其产生的条件。初步了解光纤的工作原理、光纤技术在生产、生活中的应用。 1．了解光的全反射现象。 2．通过演示实验认识光的全反射，知道临界角的概念，理解全反射产生的条件。 3．知道光疏介质和光密介质，了解它们的相对性。 4．能够解释全反射现象，会判断是否发生全反射，并能运用全反射规律分析解决有关的问题。 ( 0 2 预习导学 ) （一）课前阅读： 单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图象投射到对焦屏上.对焦屏上的图象通过五棱镜的反射进入人眼中.如图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC，光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生全反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出，则该五棱镜折射率的最小值是多少？ （二）基础梳理 一、全反射 1.光密介质与光疏介质 若n甲＞n乙，则甲相对乙是 介质；若n甲＜n乙，则甲相对乙是 介质。 2.全反射 (1)定义：光从光密介质射入光疏介质时，当入射角增大到某一角度，折射光线 ，只剩下反射光线的现象. (2)条件：①光从光密介质射向光疏介质.②入射角 临界角. (3)临界角：若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C，由n＝，得sin C＝.介质的折射率越大，发生全反射的临界角越 . 【概念衔接】光疏介质、光密介质、全反射 【拓展补充】折射角等于900时，折射光已经消失 【即学即练】1．某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率．开始时玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针P1、P2与圆心O在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动，同时在玻璃砖直径边一侧观察P1、P2的像，且P2的像挡住P1的像．如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失．此时只需测量出________，即可计算出玻璃砖的折射率．请用你的测量量表示出折射率________． 【微点拨】利用全反射可以测量折射率 2．如图所示，圆心为O、半径为R的半圆形玻璃砖置于水平桌面上，光线从P点垂直界面入射后，恰好在玻璃砖圆形表面发生全反射；当入射角θ＝60°时，光线从玻璃砖圆形表面出射后恰好与入射光平行.已知真空中的光速为c，则(　　) A.玻璃砖的折射率为1.5 B.O、P之间的距离为R C.光在玻璃砖内的传播速度为c D.光从玻璃到空气的临界角为30° 二、全反射棱镜 1．构造：横截面为 ， 由 制成，置于 。 2. 用法：光 界面射入， 界面射出，中途 。 3.用途：改变光的 ，或者使光 。 【概念衔接】三棱镜、半圆形玻璃砖 【即学即练】超强超短光脉冲产生方法曾获诺贝尔物理学奖，其中用到的一种脉冲激光展宽器截面如图所示。在空气中对称放置四个相同的直角三棱镜，顶角为θ。一细束脉冲激光垂直第一个棱镜左侧面入射，经过前两个棱镜后分为平行的光束，再经过后两个棱镜重新合成为一束，此时不同频率的光前后分开，完成脉冲展宽。已知相邻两棱镜斜面间的距离d＝100.0 mm，脉冲激光中包含两种频率的光，它们在棱镜中的折射率分别为n1＝ 和n2＝。取sin 37°＝，cos 37°＝，＝1.890。 (1)为使两种频率的光都能从左侧第一个棱镜斜面射出，求θ的取值范围； (2)若θ＝37°，求两种频率的光通过整个展宽器的过程中，在空气中的路程差ΔL(保留3位有效数字)。 【微点拨】注意对称性 三、光导纤维 1.构造 2.用途 【概念衔接】光疏介质、光密介质、全反射、临界角 【拓展补充】相对临界角 【即学即练】一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光，光路如图所示，比较内芯中的a、b两束光，a光的(　 ) A．频率小，发生全反射的临界角小 B．频率大，发生全反射的临界角小 C．频率小，发生全反射的临界角大 D．频率大，发生全反射的临界角大 （三）预习作业 1．判断题： (1)只要入射角足够大，就能发生全反射。( ) (2)已知介质对某单色光的临界角为C，则该介质的折射率等于。( ) (3)密度大的介质一定是光密介质。( ) 2．如图甲所示，为研究一半圆柱形透明新材料的光学性质，用激光由真空沿半圆柱体的径向射入，入射光线与法线成θ角，由光学传感器CD可以探测反射光的强度.实验获得从AB面反射回来的反射光的强度随θ角变化的情况如图乙所示.光在真空中的传播速度为c，则该激光在这种透明新材料中(　　)