第4章 2. 全反射(学案)-【成才之路】2023-2024学年高中新教材物理选择性必修第一册同步学习指导(人教版2019)

２. 全反射 目标体系构建 明确目标􀅰梳理脉络　 学习目标 　 　 １. 知道什么是光疏介质ꎬ什么是光密介质ꎮ ２. 理解光的全反射现象ꎮ ３. 理解临界角的概念ꎬ能判断是否发生全反 射ꎬ并能解决相关的问题ꎮ ４. 知道全反射棱镜和光导纤维的原理及 应用ꎮ 思维脉络 全反射— —光疏介质与光密介质 —全反射现象—折射光线消失 —全反射的条件— —光从光密介质射入光疏介质 —入射角大于或等于临界角 —全反射的应用—全反射棱镜ꎬ光导纤维 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 课前预习反馈 教材梳理􀅰落实新知　 知识点 １ 全反射 　 　 １.光疏介质和光密介质 对于折射率不同的两种介质ꎬ我们把折射率 　 　 较小　 的称为光疏介质ꎬ折射率　 　 较大　 的 称为光密介质ꎮ ２.全反射现象 (１)当光从光密介质射入光疏介质时ꎬ同时 发生折射和反射ꎮ 当入射角增大到某一角度ꎬ使 折射角达到　 　 ９０° 　 时ꎬ折射光完全消失ꎬ只剩 下　 　 反射光　 ꎬ这种现象叫作全反射ꎬ这时对应 的　 　 入射角　 叫作临界角ꎮ (２)发生全反射的条件 ①光由 　 　 光密 　 介质射入 　 　 光疏 　 介质ꎮ ②入射角　 　 大于　 或　 　 等于　 临界角ꎮ (３)临界角与折射率的关系 ①定量关系:光由某种介质射入空气(或真 空)时ꎬｓｉｎ Ｃ ＝ 　 　 　 　 　 ꎮ ②定性关系:介质的折射率越大ꎬ发生全反射 的临界角　 　 越小　 ꎬ越容易发生全反射ꎮ 知识点 ２ 全反射的应用 　 　 １.全反射棱镜 (１)构造:截面为 　 　 等腰直角三角形 　 的 玻璃棱镜叫全反射棱镜ꎮ (２)光学特性: ①当光垂直于截面的直角边射入棱镜时ꎬ光 在截面的斜边上发生　 　 全反射　 ꎬ光射出棱镜 时ꎬ传播方向改变了　 　 ９０°　 ꎮ ②当光垂直于截面的斜边射入棱镜时ꎬ在两 个直角边上各发生一次　 　 全反射　 ꎬ使光的传 播方向改变了　 　 １８０°　 ꎮ (３)主要优点 ①光垂直于它的一个界面射入后ꎬ都会在其 内部发生　 　 全反射　 ꎬ与平面镜相比ꎬ它的反射 率　 　 很高　 ꎮ ②反射面不必涂敷任何反光物质ꎬ反射时 　 　 失真小　 ꎮ ２.光导纤维 (１)原理:利用了光的　 　 全反射　 ꎮ (２)构造:光导纤维是一种透明的玻璃纤维 丝ꎬ直径只有 １ ~ １００ μｍ 左右ꎬ如图所示ꎮ 它是由 内芯和外套两层组成ꎬ内芯的折射率　 　 大于　 外套的折射率ꎬ光由一端进入ꎬ在内芯和外套的界 面上经多次　 　 全反射　 ꎬ从另一端射出ꎮ (３)主要优点:容量大、衰减小、抗干扰能力 强、　 　 保密性好　 等ꎮ 思考辨析 　 『判一判』 (１)水的密度大于酒精的密度ꎬ水是光密介质ꎮ ( × ) (２)光从水中射入空气中时一定能发生全反射ꎮ ( × ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 109 (３)光从玻璃射入空气中时能发生全反射ꎮ ( √ ) (４)水或玻璃中的气泡看起来特别亮ꎬ就是因为 光从水或玻璃射向气泡时ꎬ在界面发生了全反射ꎮ ( √ ) (５)只要入射角足够大ꎬ就能发生全反射ꎮ ( × ) 『选一选』 　 　 (多选)透明的水面上有一圆形荷叶ꎬ叶梗直 立在水中ꎬ紧靠叶梗有一条小鱼ꎬ在岸上的人恰能 看到小鱼ꎬ则 ( ＢＣ ) Ａ. 当小鱼潜深点时ꎬ人就看不见它 Ｂ. 当小鱼潜深点时ꎬ人照样能看见它 Ｃ. 当小鱼上浮点时ꎬ人就看不见它 Ｄ. 当小鱼上浮点时ꎬ人照样看见它 『想一想』 　 　 夏季的早晨ꎬ从某一方向看植物叶子上的露 珠会格外明亮ꎬ玻璃中的气泡从侧面看也是特别 明亮ꎬ这是什么道理呢? 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 课内互动探究 细研深究􀅰破疑解难　 全反射 探究􀈀 情 境 导 入 　 　 如图所示ꎬ光由玻璃斜射向空气ꎬ若逐渐增加 入射角ꎬ当入射角增大到一定程度后将出现折射 光消失的现象ꎬ这种现象叫作全反射ꎮ 请问:要想 出现这种现象必须具备什么条件? 要 点 提 炼 　 　 １.对光疏介质和光密介质的理解 　 　 (１)相对性 光疏介质和光密介质是相对而言的ꎬ并没