第4章 第3节 光的全反射 第4节 光导纤维及其应用-【金版新学案】2025-2026学年新教材高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义配套课件（鲁科版）

第3节　光的全反射 第4节　光导纤维及其应用 　　　　 第四章 光的折射和全反射 【核心素养目标】 物理观念 光疏介质、光密介质、全反射及临界角。 科学思维 通过实验总结物理规律。结合极限思想，提升思维品质。 科学探究 探究全反射发生的条件、光导纤维的工作原理。 科学态度与责任 能利用折射及全反射条件解释日常生活中的沙漠蜃景和海市蜃楼等现象及光纤通信。 新知导学 1 合作探究 2 随堂演练 3 内容索引 课时测评 4 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 新知导学 返回 知识梳理 一、全反射及其产生条件 1.全反射的定义：光从玻璃入射到空气中时，折射角______入射角，当入射角逐渐增大到一定程度时，折射光完全消失，全部光被反射回玻璃内，这种现象称为全反射现象，简称全反射。 2.临界角：刚好发生全反射时的________，称为全反射的临界角。 3.临界角与折射率的关系：光从折射率为n的某种介质进入真空或空气时的临界角C应满足：＝， 即sin C＝。 大于 入射角 4.光疏介质和光密介质：对两种不同的介质，折射率______的介质称为光疏介质，折射率______的介质称为光密介质。 5.发生全反射的条件 (1)光由__________射入__________； (2)入射角__________临界角。 较小 较大 光密介质 光疏介质 大于等于 二、对全反射现象的解释 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________，人们就会看到远处物体的倒景。 全反射 2.全反射棱镜 (1)全反射棱镜的截面为__________三角形。 (2)全反射棱镜使光线方向改变90°：如图所示，当光垂直于AB射向棱镜时，光就会沿着入射方向进入棱镜，射到AC面上发生________，沿着垂直BC面的方向射出棱镜，使光的传播方向改变了90°。 等腰直角 全反射 (3)全反射棱镜使光线方向改变180°：如图所示，当光垂直于AC面射入棱镜时，在两个直角边的界面都会发生_______，使光的传播方向改变了180°。 全反射 三、光导纤维及其应用 1.光导纤维的工作原理 (1)光纤的构造：把石英玻璃拉成直径几微米到几十微米的细丝，然后再包上折射率比它____的材料，就制成了光导纤维，简称光纤。 (2)光导纤维的工作原理：内芯的折射率比外层的大，光传播时在内芯与外层的界面上发生________。 2.光纤通信 (1)__________是光纤的一个重要应用。 (2)光纤通信中，先将传送的信息转换为光信号，通过光纤将光信号传输到接收端，接收端再将光信号还原为原信息。 (3)作用：________是信息社会的重要基石，“__________”是信息社会的重要标志。 小 全反射 光纤通信 光纤网 光纤到户 (1)两种介质相比较，折射率大的介质是光密介质。 ( ) (2)光密介质和光疏介质具有绝对性。 ( ) (3)光从密度大的介质射入密度小的介质时一定能发生全反射。 ( ) (4)光从气泡射入水中会发生全反射。 ( ) (5)全反射棱镜可以使光的方向改变180°。 ( ) (6)光垂直于全反射棱镜的直角边射入时，会发生两次全反射。 ( ) (7)光导纤维内芯折射率比外套的折射率小。 ( ) (8)光在光导纤维中传播时会在内芯与外套的界面上发生全反射。 ( ) (9)容量大和抗干扰能力强都是光纤通信的优点。 ( ) 自主检测 × √ × × √ × × √ √ 2.链接实景 图甲所示为荷叶上晶莹透亮的小水珠，图乙所示为玻璃玩具里看上去格外明亮的小气泡。请思考上述情境是什么原因造成的？ 提示：是光的全反射现象。 返回 合作探究 返回 师生互动 知识点一　全反射问题的分析与计算 取一块半圆形玻璃砖，放到一个有角度刻度的圆盘上，使玻璃砖的圆心与圆盘的圆心重合，让光沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直的边上，在这个边与空气的界面上会发生反 射和折射。逐渐增大入射角，观察并比较甲、乙、丙三图中反射光线和折射光线有什么变化？ 提示：(1)随着入射角增大，反射角、折射角都增大；反射光越来越强，折射光越来越弱。 (2)图丙中折射光线消失，反射光与入射光的亮度几乎相同，发生了全反射现象。 要点归纳 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 (1)全反射的发生 ①光由光密介质射向光疏介质。 ②入射角大于或等于临界角。 (2)全反射遵循的规律：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，由于不存在折射光线，光的折射定律不再适用。 (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，即折射光线能量减小，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。 3.不同色光的临界角 不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时，频率越高的光的临界角越小，越易发生全反射。 角度1 对光疏介质和光密介质的理解 (多选)下列说法正确的是 A.因为水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介质 B.因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质 C.同一束光，在光密介质中的传播速度较大 D.同一束光，在光密介质中的传播速度较小 √ √ 例1 因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质；两种介质的折射率大小关系与密度大小关系无关；由v＝可知，光在光密介质中的速度较小。故选B、D。 角度2 有关全反射问题的分析与计算 某工件由三棱柱和圆柱组成，两柱体由相同透明玻璃材料制成，工件截面如图所示，已知玻璃材料的折射率为n＝。△ABC为直角三角形，∠ABC＝30°，∠CAB＝90°，弧DEF为圆，半径为R，EF贴紧AC。一单色平行光沿着截面从AB边射入工件后恰好全部垂直EF进入圆。 (1)求该平行光进入AB界面时的入射角θ。 例2 答案：45°　 光路图如图所示，光线在BC界面发生全反射后垂直进入EF界面，根据折射定律有n＝，由几何关系可知光线在BC界面的入射角β＝60°，在AB界面的折射角α＝30°，解得θ＝45° (2)若要使到达FD面的光线都能从FD面直接折射出来，该圆至少要沿AC方向向上移动多大距离。 答案：R 设玻璃材料的临界角为r，则sin r＝，解得r＝45°，如图所示，当光线在FD界面的入射角为45°时是能直接折射出来的临界情况，则该圆至少要上移的距离为d＝R－Rsin r＝R 解决全反射问题的基本思路 规律总结 针对练1.(多选)如图所示，一束单色光由介质Ⅰ射入介质Ⅱ，在界面MN 上发生折射，入射角为α，折射角为β，且α＜β，下列说法正确的是 A.两种介质相对来说，介质Ⅰ是光疏介质，介质Ⅱ是光密介质 B.两种介质相对来说，介质Ⅰ是光密介质，介质Ⅱ是光疏介质 C.若该单色光由介质Ⅰ射向介质Ⅱ时，随着入射角不断增大，在界面上会发生全反射 D.若该单色光由介质Ⅱ射向介质Ⅰ时，随着入射角不断增大，在界面上会发生全反射 √ √ 在介质Ⅱ的折射角较大，因此两种介质相对来说，介质Ⅰ是光密介质，介质Ⅱ是光疏介质，故A错误，B正确；单色光由光密介质射向光疏介质时，随着入射角不断增大，才能发生全反射，故C正确，D错误。故选BC。 针对练2.如图所示的是一半球壳形玻璃砖，其折射率为n＝，球壳内圆的半径为R，外圆的半径为R。图中的OO'为半球壳形玻璃砖的中轴线，一束平行光以平行于OO'的方向从球壳的左侧射入，如图所示。若使光第一次到达内圆表面时能射出，求入射角i的范围。 答案：i＜45° 作出光路图如图所示。 设光线AB入射到球壳的外表面，沿BM方向射向内圆，刚好发生全反射，则sin C＝＝，故C＝45°，在△OBM中，OB＝R，OM＝R，则有＝，sin r＝＝，则r＝30°， 由折射定律得n＝， 则sin i＝nsin r＝，故i＝45°， 即当射向半球壳外表面的入射光线的入射角i＜45°时，这些光线都会从内圆表面射出。 师生互动 知识点二　全反射棱镜的应用 图1为双筒望远镜，其核心部件是全反射棱镜；图2为医用内窥镜，其重要部件是光导纤维做传像束。请思考： (1)全反射棱镜应用了光的全反射原理，其构造有什么特点？ 提示：全反射棱镜的截面是等腰直角三棱镜； (2)光导纤维应用了什么原理？其构造有什么特点？ 提示：光导纤维应用了光的全反射原理，是非常细的特制玻璃丝，由内芯 和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大。 要点归纳 全反射棱镜的特点 1.与平面镜相比，全反射棱镜反射率高，几乎可达100％。 2.反射面不必涂任何反光物质，反射失真小。 3.克服了平面镜成多个像的问题。 自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车。尾灯由透明介质制成，其外形如图甲所示，下列说法正确的是 A.汽车灯光从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射 B.汽车灯光从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射 C.汽车灯光从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射 D.汽车灯光从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射 例3 √ 从题图甲中取一个凸起并作出一条光路如图所示。由图可知，每一部分相当于一块全反射棱镜，要想让后面的司机看到反射光，光只能从右面(直边)射入，在尾灯的左表面发生全反射，故C正确，A、B、D错误。 针对练.(多选)方框区域内有一个位置可以任意摆放的全反射棱镜，其横截面是等腰直角三角形，光线1、2、3、4表示的是入射光线，经过棱镜后，相应的出射光线是1'、2'、3'、4'，如图所示四种情况中，哪些是可能实现的 √ √ √ 将全反射棱镜如图(a)放置，可满足要求，A正确。 将全反射棱镜如图(b)放置，可满足要求，B正确。 (a) (b) 将全反射棱镜如图(c)放置，可满足要求，C正确。 全反射棱镜对光路有两种控制作用：将光的传播方向改变90°或是改变180°，而没有会聚光线的作用，D错误。 (c) 知识点三　光导纤维及其应用 1.构造：光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝，直径只有1～100 μm，如图所示，它是由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率。 2.传播原理：光由一端进入，在两层的界面上经过多次全反射，从另一端射出，光导纤维可以远距离传播光，光信号又可以转换成电信号，进而变为声音、图像。 由于激光是亮度高、平行度好、单色性好的相干光，所以光导纤维中用激光作为高速传输信息的载体。要使射到粗细均匀的圆形光导纤维一个端面上的激光束都能从另一个端面射出，而不会从侧壁“泄漏”出来，光导纤维所用材料的折射率至少应为多少？(假设光纤外套折射率与空气相同) 例4 答案： 设激光束在光导纤维前端的入射角为θ1，折射角为θ2，折射光线射向侧面时的入射角为θ3，如图所示。 由折射定律有n＝， 由几何关系有θ2＋θ3＝90°，则sin θ2＝cos θ3， 若从端面射入的任何光线恰好都能发生全反射，应使θ1＝90°，sin θ1＝1，θ3为临界角， 则有sin θ3＝， 且cos θ3＝， 故n＝＝＝＝， 解得n＝。 光导纤维问题的求解思路 1.画出光线的传播光路图。 2.根据几何关系求出入射角和折射角。 3.根据折射率的定义计算介质的折射率。 4.分析发生全反射的条件。 规律总结 针对练1.(多选)华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理学奖，他被誉为“光纤通信之父”。光纤通信中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。下列关于光导纤维的说法中正确的是 A.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 B.内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 C.波长越短的光在光纤中传播的速度越大 D.频率越大的光在光纤中传播的速度越小 √ √ 光从光密介质射向光疏介质才能发生全反射，所以内芯的折射率比外套的大，A正确，B错误；频率越大(波长越短)，折射率越大，根据v＝，折射率越大的光在光纤中传播的速度越小，C错误，D正确。 针对练2.光纤通信采用光导纤维，可简化为半径为r、长为L(L≫r)的圆柱形长玻璃丝。为简化可认为玻璃丝外为空气，其沿轴线的侧剖面如图所示。一束含红、绿两种颜色的复色光以入射角θ0从轴心射入后分 为a、b两束，两单色光在玻璃中多次全反射后从光导纤维另一端射出，已知该玻璃材料对a光的折射率为n，真空中的光速为c。下列说法正确的是 A.a光为绿光，b光为红光 B.该玻璃材料对b光的折射率小于n C.若a光恰好发生全反射，则a光在该玻璃丝中的传播时间t＝ D.若n＜，则a光以任意入射角入射均能在玻璃丝内发生全反射 √ 根据折射定律n＝，可得na＝n＜nb，由于红 光折射率小，则a光为红光，b光为绿光，故A、B 错误；若a光恰好发生全反射，则n＝，则a光 在该玻璃丝中的传播时间t＝＝＝，故C正确；假设光从左侧面的入射角为90°时，光进入玻璃丝的折射角最大，且等于临界角，即r＝C，此时光在侧壁的入射角有最小值i＝90°－r，要使所有入射光线均能在侧壁发生全反射，则i≥C，联立解得C≤45°，又n＝，解得n≥，故D错误。故选C。 返回 随堂演练 返回 √ 1.如果把光导纤维聚成束，使纤维在两端排列的相对位置一样，图像就可以从一端传到另一端，如图所示。在医学上，光导纤维可以制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部。内窥镜有两组光导纤维，一组用来把光输送到人体内部，另一组用来进行观察。光在光导纤维中的传输利用了 A.光的全反射 B.光的衍射 C.光的干涉 D.光的折射 光在光导纤维中传播时，其入射角大于或等于临界角，光线只能在光导纤维中传播，折射不出去，是利用了光的全反射，A正确。 √ 2.光从介质a射向介质b，如果要在a、b两介质的分界面上发生全反射，必须满足的条件是 A.a是光疏介质，b是光密介质 B.光的入射角不能超过临界角 C.光在介质a中的速度小于在介质b中的速度 D.光在介质a中的频率大于在介质b中的频率 √ 3.下列选项为光线由空气进入全反射玻璃棱镜，再由棱镜射入空气的光路图，可以发生的是 光垂直横截面是等腰直角三角形的棱镜的某直角边射入棱镜时，在斜边发生全反射，故A正确。 √ 4.潜水员在水深为h的地方向水面张望，发现自己头顶上有一圆形亮斑，如果水对空气的临界角为C，则此圆形亮斑的直径是   A.2htan C B.2hsin C C.2hcos C D.2h 在圆形亮斑边缘从空气射入水中的光线，折射角的大 小等于临界角C，如图所示，由几何关系可知，此圆 形亮斑的直径是：d＝2r＝2htan C，A符合题意。 5.如图所示的是两个城市间的光缆中的一条光导纤维的一段，光缆总长为L，它的玻璃芯的折射率为n1，外层材料的折射率为n2。若光在空气中的传播速度近似为c，则对于光由它的一端射入经多次全反射后从另一端射出的过程，下列判断中正确的是 A.n1＜n2，光通过光缆的时间等于 B.n1＜n2，光通过光缆的时间大于 C.n1＞n2，光通过光缆的时间等于 D.n1＞n2，光通过光缆的时间大于 √ 光从光密介质射入光疏介质，才可能发生全反射，故n1＞n2；光在内芯传播的路程x＝，光在内芯的传播速度v＝，所以t＝＝，又因sin θ＜1，所以t＞，故D正确。 6.公园的湖面上修建了一个伸向水面的观景平台，如图所示的是其竖直截面图，水平湖底上的P点位于观景平台右侧边缘正下方，观景平台下表面距湖底的高度为H＝4 m，在距观景平台右侧边缘正前方d＝4 m处有垂直湖面足够大的宣传布幕。在P点左侧l＝3 m处湖底上的Q点安装一单色光光源(可视为点光源)。已知水对该单色光的折射率n＝，当水面与观景平台的下表面齐平时，只考虑在图中截面内传播的光，求： (1)该光源发出的光照射到布幕上的最高点距水面的高度h； 答案：3 m 光路如图所示。 射向观景平台右侧边缘的光线折射后射到布幕上的位置最高，由折射定律得n＝， 而sin r＝， 解得sin i＝0.8， 而sin i＝， 解得h＝3 m。 (2)该光源发出的光能射出水面的最远位置距观景平台右侧的最远距离s。 答案：(－3)m 该光源发出的光在水面恰好未发生全反射时，射出水面的光到平台右侧的距离最大，此时入射角为临界角C。 返回 根据sin C＝以及sin C＝， 解得s＝(－3)m。 课时测评 返回 √ 1.关于全反射，下列叙述正确的是 A.发生全反射时仍有折射光线，只是折射光线非常弱 B.光从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射现象 C.光从光密介质射向光疏介质时，可能不发生全反射现象 D.光从光疏介质射向光密介质时，可能发生全反射现象 发生全反射时折射光线的能量为零，折射光线消失，故A错误；发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角，二者缺一不可，故B、D错误，C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 √ 2.某种介质对空气的折射率是，一束光从该介质射向空气，入射角是60°，则下列光路图中正确的是(图中Ⅰ为空气，Ⅱ为介质) 由题意知，光由光密介质射向光疏介质，由sin C＝＝，得C＝45°＜θ1＝60°，故在两介质的界面上会发生全反射，只有反射光线，没有折射光线，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 √ 3.一束光从某介质进入真空，方向如图所示，则下列判断中正确的是 A.该介质的折射率是 B.该介质的折射率是 C.该介质相对真空发生全反射的临界角是45° D.光线从介质射入真空的过程中，无论怎样改变入射方向都不可能发生全反射现象 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 上面是介质，下面是真空，入射角i＝30°，折射角r＝60°，则折射率n＝＝＝，故A错误，B正确；sin C＝＝＜，则C＜45°，故C错误；发生全反射的条件是光由光密介质进入光疏介质，入射角大于临界角，所以当入射角大于临界角，就会发生全反射现象，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 √ 4.某同学用红色光从真空对着一正方体透明玻璃砖的AB边，与法线成θ角入射，在玻璃砖内AD边的中点发生全反射，如图所示，下列说法正确的是 A.该光线还会在CD边全反射 B.该光线不会在CD边全反射，出射光线与开始入射的光线平行 C.若θ角度增大到一定程度，则会在AB边全反射 D.若θ角不变，换用折射率大一点的紫色光入射，则在AD边全反射点下移靠近D点 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 如图所示，红色光线从玻璃砖内通过CD边发生折射 时，入射角与光线从AB边入射发生折射时的折射角相 同，根据光路可逆原理，光线一定会从CD边出射，且 折射角为θ，从CD边出射的光线与从AB边入射的光线 不平行，故A、B错误；发生全反射的条件之一为从光 密介质进入光疏介质，光线从空气经过AB边进入玻璃的过程中不会发生全反射，故C错误；紫光的折射率大于红光的折射率，故紫光的折射光线较红光的折射光线更低，在AD边全反射点更靠近D点，如图，故D正确。故选D。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 √ 5.一半径为R的半圆形玻璃砖放置在竖直平面上，其截面如图所示。图中O为圆心，MN为竖直方向的直径。有一束细光线自O点沿水平方向射入玻璃砖，可以观测到有光线自玻璃砖内射出，现将入射光线缓慢平行下移，当入射光线与O点的距离为d时，从玻璃砖射出的光线刚好消失。则此玻璃的折射率为 A. B. C. D. 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 根据题意可知，当入射光线与O点的距离为d时，从玻璃砖射出的光线刚好消失，光线恰好在MN圆弧面上发生了全反射，作出光路图，如图所示，根据几何知识得：sin C＝，sin C＝，联立得：n＝，所以选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 √ √ 6.(多选)下列关于光导纤维的说法正确的是 A.光导纤维利用了全反射原理 B.光导纤维内芯的折射率大于外套的折射率 C.光导纤维内芯的折射率小于外套的折射率 D.医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体胃、肠等脏器的内部 √ 光导纤维利用了全反射原理，选项A正确；光导纤维内芯的折射率大于外套的折射率，当光线从内芯射入外套时会发生全反射，选项B正确，C错误；医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体胃、肠等脏器的内部，选项D正确。故选A、B、D。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 √ 7.如图所示，直角三角形ABC为一透明介质制成的三棱镜截面，且∠BAC＝30°，有一束平行光线垂直射向AC面，已知这种介质的折射率n＞2，则 A.可能有光线垂直于AB边射出 B.光线只能从BC边垂直射出 C.光线只能从AC边垂直射出 D.一定既有光线垂直于BC边射出，又有光线垂直于AC边射出 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 因n＞2，而sin C＝，所以sin C＜，即C＜30°，射到AB边的入射角i＝30°，发生了全反射。此光线反射后射到AC边的入射角i＝60°，再次发生全反射而垂直射到BC边上射出。同理，射到AB边上的光线，经两次全反射后垂直AC边射出。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 √ 8.如图所示，已知介质Ⅰ为空气，介质Ⅱ的折射率为，则下列说法中正确的是 A.光线a、b都不能发生全反射 B.光线a、b都能发生全反射 C.光线a能发生全反射，光线b不能发生全反射 D.光线a不能发生全反射，光线b能发生全反射 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 根据发生全反射的条件，光从光密介质射向光疏介质，介质Ⅱ对空气Ⅰ来说是光密介质，光线a不能发生全反射，光线b可能发生全反射，临界角为C，有sin C＝＝，则C＝45°。题图中光线b与界面的夹角为60°，而此时的入射角为30°＜45°，故光线b也不能发生全反射，故A正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 √ 9.(多选)酷热的夏天，在平坦的柏油公路上你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影，但当你靠近“水面”时，它也随着你的靠近而后退。对此现象正确的解释是 A.这一现象是由光的折射和光的反射造成的 B.“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉 C.太阳辐射到地面，使地表温度升高，附近空气折射率变大，发生全反射 D.太阳辐射到地面，使地表温度升高，附近空气折射率变小，发生全反射 √ 酷热的夏天地面温度高，地表附近空气的密度小，空气的折射率下小上大，远处车、人反射的太阳光斜向下由光密介质射入光疏介质时发生多次折射使入射角逐渐变大，达到临界角时发生全反射。故A、D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 10.(12分)如图所示，三棱镜截面中∠B＝30°、∠C＝60°，某种颜色的细光束从AB边的中点D点以某一角度射入三棱镜，折射光线射到BC边上的E点，恰好发生全反射，反射光线垂直射到AC边的F点。已知AB两点间的距离为2d，光在真空中的传播速度为c。求： (1)三棱镜对此单色光的折射率； 答案：　 由几何关系可得∠FEC＝30°，则棱镜材料的临界角为θ＝60° 可得n＝＝。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 (2)光线从D到F传播的时间。 答案： 由几何关系得BD＝DE＝d，EF＝ 且v＝＝c 光线从D到F的传播时间t＝＝。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 11.(12分)如图所示，有一足够大的容器内盛有水和色拉油两种物质，其中水的深度为2d，色拉油的深度为d，容器底部有一个单色点光源S，已知水对该光的折射率为n1＝，色拉油对该光的折射率为n2＝，光在真空中的传播速度为c，求： (1)这种光在水中和色拉油中传播的速度大小； 答案：c　c　 光在水中的传播速度v1＝＝c，光在色拉油中的传播速度v2＝＝c。 2 3 4 5 6 7 8 9 11 1 10 (2)在色拉油上表面放一不透明薄膜，以致从光源直接发出的光线不能从色拉油中射出，求薄膜的最小面积。 答案：π(＋)2d2 2 3 4 5 6 7 8 9 11 1 10 如图所示，光恰好在色拉油和空气的分界面发生全反射时，光线不能透射出色拉油，sin C＝＝， 在水与色拉油的分界面上，由＝，得sin θ＝， 则不透明薄膜的半径 r＝2dtan θ＋dtan C＝(＋)d； 又因为面积S＝πr2， 联立得S＝π(＋)2d2。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 11 1 10 谢 谢 观 看 第3节　光的全反射 第4节　光导纤维及其应用 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 $