4.2全反射 导学案-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

在风平浪静的海面上空或是在炎热干燥的沙漠上空，常常浮现充满传奇色彩的“海市蜃楼”.这些都是因为光的折射和全反射而形成的自然现象. 高中物理学教评一体化学习设计 编者：秦海霞 审核: 高二物理组 日期： 4.2全反射 【课标要求】 知道光的全反射及其产生的条件。初步了解光纤的工作原理、光纤技术在生产生活中的应用。 【学习目标】 1.知道光密介质和光疏介质的概念，认识光的全反射现象。 2.知道全反射棱镜及其应用。 3.初步了解光导纤维的工作原理及光纤技术对社会经济生活的重大影响 【情景设计】奇妙的“光镀”。 将小球放入试管中，然后将试管斜插入盛水的玻璃缸中，从水面上方观察水中的试管，与在空气中的试管区别是：____________________________，_______（“能”或“不能”看到小球吗？向试管中注入清水，又看到_________________________________现象。 【问题体验1】 1.实验甲：将半圆形玻璃砖的直平面一侧靠近激光光源一侧，开始时激光垂直于半圆形玻璃砖的直平面（通过圆心）入射，光从空气入射到半圆形玻璃砖，在增大入射角，记下你观察到的现象。 ① 入射角等于0°时，入射光线、反射光线、折射光线在___一条直线上。 ② 入射角θ1增大，折射角θ2随之_______，且θ1____θ2，折射光线强度逐渐_____。 ③ 入射角θ1增大，反射角θ3随之______，且θ1____θ3，且反射光线强度逐渐_______。 2.实验乙：将半圆形玻璃砖的半圆一侧靠近激光光源一侧，开始时激光垂直于半圆形玻璃砖的直平面（通过圆心）入射，此时入射角0°，折射角亦为0°，即沿直线透出，当入射角增大时，记下你观察到的现象。 ① 入射角等于 0°时，入射光线、反射光线、折射光线在同一条________上。 ② 入射角θ1增大，折射角θ2随之_______，且θ1____θ2，折射光线强度逐渐_____；增加到一定角度后，折射光线________。 ③ 入射角θ1增大，反射角θ3随之______，且θ1____θ3，且反射光线强度逐渐_______，当折射光线消失后，反射光线最_____。 3.图甲、乙所示是同样的装置，实验现象为什么会有明显的不同？请你总结发生实验乙中现象的条件？其中折射光线消失时，入射角是多少？ 【归纳总结1】 1.光疏介质:两种介质中折射率较______的介质。光密介质:两种介质中折射率较______的介质。玻璃相对于水是________介质；玻璃相对于金刚石是________介质。 2.全反射:当光从光____介质射入光____介质时，同时发生____射和____射。如果入射角逐渐增大，折射光离法线会越来越____，而且越来越_____，反射光却越来越_____。当入射角增大到某一角度，使折射角达到 ______0时，折射光完全_______，只剩下_____射光，这种现象叫作全反射。 3.发生全反射的条件： （1）光从光_____介质射入光____介质； （2）入射角_____________临界角；临界角C的大小由折射率可得：_______________ 【达标检测1】 1.（1）为什么试管斜插入水中后，从水面上方看水中的试管特别明亮，为什么看不到小球了？ （2）是在水与玻璃的界面还是在玻璃与空气的界面发生了全反射？ （3）试管中注入清水后，为什么试管中的小球重现？ 2.为什么水中的气泡看起来特别明亮？请在右图中画出示意图 【问题体验2】全反射的应用 1.全反射棱镜（截面为_________直角三角形的棱镜） （1）当光垂直于玻璃面入射时，光线________________。但在玻璃内部，光射向玻璃与空气的界面时，________________，发生全反射。与平面镜相比，光的强度不变，反射率____，接近达到100%，成像失真___。这种棱镜在光学仪器中可用来改变光的方向。应用实例：自行车尾灯、潜望镜、望远镜等。请在下图中画出光传播方向个改变900和改变1800时的光路图 2.光导纤维 （1）介绍美籍华裔科学家高锟——“光纤之父”，由于在光纤通信方向的卓越贡献，被授以2009年度诺贝尔物理学奖。 （2）光纤中的内芯折射率n1和外套折射率n2的关系：n1____n2（3）光纤通信的主要优点：容量___、衰减____、抗干扰性______。 （4）医学上将其制成__________，用来检查人体内脏的内部。 （5）图4.2-12为光导纤维(可简化为长玻璃丝)的示意图，玻璃丝长为l，折射率为n(n<)，AB代表端面。为使光能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面，求光在端面AB上的入射角应满足的条件。 【巩固提升】 2-1光由折射率为 1.5的玻璃和2.42的金刚石进入空气时的临界角各是多大? 2-2光从折射率为的介质中以40°的入射角射到介质与空气的界面上时，能发生全反射吗? 2-3图4.2-11是一个用折射率n=2.4的透明介质做成的四棱柱的横截面图，其中∠A=90，∠B=60。现有一束光从图示的位置垂直入射到棱镜的AB面上，画出光路图，确定射出光线。注意:每个面的反射光线和折射光线都不能忽略。 【自我评价】你对自己本节课的知识掌握、课堂表现作何评价？ 4-2-2 4-2-1 学科网（北京）股份有限公司 $$