2. 全反射（举一反三讲义）物理人教版2019选择性必修第一册

本高中物理讲义聚焦“全反射”核心知识点，以光疏介质和光密介质的相对性理解为基础，系统梳理全反射的产生条件、临界角计算及能量分配规律，进而延伸至全反射棱镜和光导纤维的实际应用，构建层层递进的知识支架。 资料通过清晰的概念辨析（如介质相对性与密度无关）、典例变式训练（如光纤临界角分析）培养学生物理观念与科学思维，结合生活应用实例（自行车尾灯、内窥镜）渗透科学态度与责任。课中助力教师高效授课，课后通过多样化巩固训练帮助学生查漏补缺，强化知识应用能力。

第2节 全反射 目 录 【学习目标】 1 【知识梳理】 2 知识点一 光疏介质和光密介质 2 知识点二 全反射 2 知识点三 全反射的应用 5 【巩固训练】 9 【学习目标】 1. 知道光疏、光密介质概念，并知道它们的相对性； 2．知道产生全反射的条件,能解释全反射现象,会计算临界角； 3．了解全反射现象的应用。 【知识梳理】 知识点一 光疏介质和光密介质 1．定义 （1）光疏介质：折射率较小的介 （2）光密介质：折射率较大的介质。 2．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，并没有绝对的意义。例如：水晶（n＝1.55）对玻璃（n＝1.5）是光密介质，而对金刚石来说（n＝2.427），就是光疏介质。同一种介质到底是光疏介质还是光密介质，是不确定的。 （2）与介质密度无关：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。 （3）同一种光在光疏介质中传播速度大于在光密介质中，但折射率小。 （4）折射特点：光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角；光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角。 知识点二 全反射 1．定义：当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射。当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射，这时对应的入射角叫做临界角。 2．临界角 （1）定义：折射角为90°时的入射角。符号C。 （2）与折射率的关系：①定量关系：光从折射率为n的某种介质射到空气（或真空）时的临界角C就是折射角等于90°时的入射角，根据折射定律可得：sin C＝ 。 ②定性关系：介质折射率越大，发生全反射的临界角越小，越容易发生全反射。 3．发生全反射的条件：（1）光由光疏介质射入光密介质。（2）入射角大于或等于临界角。 全反射现象中能量分配关系 ①折射角随着入射角的增大而增大，折射角增大的同时，折射光线的强度减弱，即折射光线的能量减小，亮度减弱，而反射光线的强度增强，能量增大，亮度增强。 ②当入射角增大到某一角度时(即临界角)，折射光能量减弱到零(即折射角为90°)，入射光的能量全部反射回来，这就是全反射现象。 解决全反射问题的思路 （1）确定光是由光疏介质进入光密介质还是由光密介质进入光疏介质。 （2）若光由光密介质进入光疏介质时，则根据sinC＝确定临界角，看是否发生全反射。 （3）根据题设条件，画出入射角等于临界角的“临界光路”。 （4）运用几何关系、三角函数关系、反射定律等进行判断推理或定量计算。 【典例1】如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB＝60°。一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB，以下对介质的折射率值及折射光线中恰好射到M点的光线能不能发生全反射的说法正确的是（　　） A．，不能发生全反射 B．，能发生全反射 C．，不能发生全反射 D．，能发生全反射 【答案】A 【详解】画出光路图，并根据几何关系标出角度，如图所示 由图可知，介质的折射率 因为 所以折射光线中恰好射到M点的光线不能发生全反射，故A正确，BCD错误。 故选A。 【变式1】（多选）关于全反射，下列说法正确的是（　　） A．光只有从光密介质射向光疏介质时才可能发生全反射现象 B．光只有从光疏介质射向光密介质时才可能发生全反射现象 C．光只有从折射率大的介质射向折射率小的介质时才可能发生全反射现象 D．光只有从折射率小的介质射向折射率大的介质时才可能发生全反射现象 【答案】AC 【详解】AB．光从光密介质射向光疏介质时，若入射角大于或等于临界角，会发生全反射现象；光从光疏介质射向光密介质时，不会发生全反射现象，A正确，B错误； CD．光只有从折射率大的介质射向折射率小的介质时，才可能发生全反射现象，C正确，D错误。 故选AC。 【变式2】光在某种介质中传播的速度为1.5×108 m/s，光从此介质射向空气并发生全反射时的临界角是(　　) A．15° B．30° C．45° D．60° 【答案】B 【解析】根据折射定律，有液体折射率；正好发生全反射，则有；解得，故选B。 【变式3】某长方体透明介质如图所示，为嵌在介质内部紧贴面的线状单色可见光光源，与面垂直，为中点，。介质对该单色光的折射率为2，只考虑由直接射向面的光线。下列说法正确的是（　　） A．光从面射出的区域占该面总面积的 B．光从面射出的区域占该面总面积的 C．若发出的单色光频率变小，面有光射出的区域面积将增大 D．若发出的单色光频率变小，面有光射出的区域面积将减小 【答案】AC 【详解】AB．从光源发出的光射到面上的临界角满足 则，设，则在面上有光线射出的长度为 则有光线射出的面积占面总面积的比例为 故A正确；B错误； CD．若发出的单色光频率变小，则光的折射率变小，临界角变大，根据 知，在面上有光线射出的长度变大，则面有光射出的区域面积将增大，故C正确；D错误。 故选AC。 知识点三 全反射的应用 1．全反射棱镜 （1）形状：截面为等腰直角三角形。 （2）光学特性：①当光垂直于截面的直角边射入棱镜时，光在截面的斜边上发生全反射，光射出棱镜时，传播方向改变了90°。如下左图。 ②当光垂直于截面的斜边射入棱镜时，在两个直角边上各发生一次全反射，使光的传播方向改变了180°。如下右图。 （3）优点：①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。 ②反射面不必涂敷任何反光物质，反射时失真小。 （4） 全反射棱镜改变光路的几种情况 入射方式 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） 2．光导纤维—光纤通讯 当光线射到光导纤维的端面上时，光线就折射进入光导纤维内，经内芯与外套的界面发生多次全反射后，从光导纤维的另一端面射出，而不从外套散逸，故光能损耗极小。 （1）原理：光的全反射。 （2）构造：光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝，直径只有1～100μm左右，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，光由一端进入，在内芯和外套的界面上经多次全反射，从另一端射出。 （3）优点：容量大、能量损耗小、抗干扰能力强、保密性好等。 （4）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。 【典例1】光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的．光导纤维由内、外两种材料制成，内芯材料的折射率为n1，外层材料的折射率为n2，如图的一束光信号与界面夹角为α，由内芯射向外层，要想在此界面发生全反射，必须满足的条件是(　　) A． n1＞n2，α大于某一值 B． n1＜n2，α大于某一值 C． n1＞n2，α小于某一值 D． n1＜n2，α小于某一值 【答案】C 【解析】光在内芯和外层的界面上发生全反射，则内芯的折射率n1大于外层的折射率n2，由于入射角要大于等于临界角，所以α应小于某一值．故C正确，A、B、D错误．故选：C. 【变式1】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 【答案】B 【详解】汽车灯光应从左面射向自行车尾灯，光在尾灯内部右表面发生全反射，使自行车后面的汽车司机发现前面有自行车，避免事故的发生。 故选B。 【变式2】（多选）一束光在光导纤维中传播的示意图如图所示，光导纤维对该束光的折射率为n，该段光导纤维的长度为L，图中的光线刚好在光导纤维与空气的界面处发生全反射。已知空气对该束光的折射率为1，光在真空中传播的速度为c，下列说法正确的是（　　） A．光导纤维的折射率n＞1 B．光导纤维的折射率n＜1 C．光在光导纤维中传播的时间为 D．光在光导纤维中传播的时间为 【答案】AC 【解析】AB．由于光发生全反射的条件之一是光由光密介质射入光疏介质，所以光导纤维的折射率比空气的折射率大，即n＞1，故A正确，B错误； CD．光线在界面处发生全反射的临界角C的正弦值为 光在光导纤维中的传播速度为 v在沿光导纤维方向的分量为 光在光导纤维中传播的时间为；故C正确，D错误。 故选AC。 【变式3】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 【答案】D 【解析】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BC边上的光线，经两次全反射后垂直AC射出． 【巩固训练】 1．光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是(　　) A．光从玻璃射到分界面上，入射角足够小 B．光从玻璃射到分界面上，入射角足够大 C．光从空气射到分界面上，入射角足够小 D．光从空气射到分界面上，入射角足够大 【答案】B 【解析】根据全反射发生的条件，可知答案选B。 故选B。 2．（多选）光从介质a射向介质b，如果要在a，b介质的分界面上发生全反射，那么必须满足的条件是 (　　) A．a是光密介质，b是光疏介质 B． 光在介质a中的速度必须大于在介质b中的速度 C． 光的入射角必须大于或等于临界角 D． 光的入射角必须小于临界角 【答案】AC 【解析】当光从光密介质射入光疏介质时，如果入射角等于或是大于临界角，就会发生全反射现象，故A、C正确． 3．水中的空气泡、玻璃中的空气泡，看上去比较亮，对这一现象表述正确的是(　　) A． 空气泡对光线有会聚作用 B． 空气泡对光线有发散作用 C． 从空气泡到达水或玻璃与气泡分界面处的光一部分发生全反射形成的 D． 从水中或玻璃中射到空气泡界面处的光一部分发生全反射形成的 【答案】D 【解析】当光从水中或玻璃中射到空气泡的界面处时，一部分光的入射角大于或等于临界角，发生了全反射现象，所以水中的空气泡和玻璃中的空气泡看起来比较亮． 4．打磨某剖面如图所示的宝石时，必须将OP、OQ边与轴线的夹角θ切磨在θ1<θ<θ2的范围内，才能使从MN边垂直入射的光线，在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况)，则下列判断正确的是(　　) A．若θ>θ2，光线一定在OP边发生全反射 B．若θ>θ2，光线会从OQ边射出 C．若θ<θ1，光线会从OP边射出 D．若θ<θ1，光线会在OP边发生全反射 【答案】D 【解析】由全反射的临界角满足sin C＝，则入射角满足i≥C时发生全反射；作出光路如图所示，可知光线垂直穿过MN后到达OP的入射角为90°－θ，当θ>θ2时，i<C，不满足全反射的条件，会从OP边射出，故A、B错误；θ越小，i越大，越容易发生全反射，所以当θ<θ1时，一定在OP边发生全反射，D正确。 故选D。 5.如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方。一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带。若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失。在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是(　　) A．减弱，紫光　　 B．减弱，红光 C．增强，紫光 D．增强，红光 【答案】C 【解析】同一介质对各色光的折射率不同，各色光对应的全反射的临界角也不同。七色光中紫光折射率最大，由n＝可知紫光的临界角最小，所以入射点由A向B缓慢移动的过程中，最先发生全反射的是紫光，折射光减弱，反射光增强，故C正确。 故选C。 6.如图，在某种液体内，有一轴截面为正三角形的薄壁透明圆锥罩ABC，底面水平，罩内为空气。发光点D位于AB中点，发出的垂直于BC的光恰好不能射出液面。下列说法正确的是(　　) A．D发出的光照射到CB界面时可能发生全反射 B．液面上方能够看到透明罩所有位置都被照亮 C．液体的折射率为 D．液体的折射率为 【答案】C 【解析】D发出的光照射到CB界面时，是从光疏介质向光密介质入射，不能发生全反射，故A错误；由题，发光点D发出的垂直于BC的光垂直于BC恰好不能射出液面，可知点D发出的垂直于BC的光垂直于BC以下的部分不能射出界面，所以在液面上方不能够看到透明罩所有位置都被照亮，故B错误；由几何关系可知，发光点D发出的垂直于BC的光垂直于BC进入液体后，在上边界面处的入射角等于60°，恰好不能射出液面，则临界角为60°，所以折射率：n＝＝，故C正确，D错误。 故选C。 7．如图所示光导纤维的长度为，某种频率的光在其中的折射率为，若有各种入射方向的该频率的光照射到此光导纤维一端的横截面上，认为自另一端射出的光在此光导纤维传播的过程中都发生全反射，已知光在真空中的传播速度为，自另一端射出的光在此光导纤维中的最长传播时间为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】当光在介质的界面处恰好发生全反射时，光在介质中的传播路程最长，由几何关系可知，最长路程为；传播速度为；故最长时间 故选A。 8．如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形玻璃缸底有一发光小球，则（　　） A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 B．小球所发的光能从水面任何区域射出 C．小球所发的光从水中进入空气不会发生全反射 D．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大 【答案】D 【解析】A．只要发光小球在缸底的光线能从侧面折射出来，就可以从侧面看到发光小球，故A错误； BC．发光小球由水中射向水面的光线，存在一个全反射临界角，当入射角等于或大于全反射临界角时，光不能从水面射出，故B、C错误； D．由于；而n>1，所以c>v；故D正确。 故选D。 9．某同学用插针法测量平行玻璃砖折射率的实验图如图所示。他按正确的方法插了大头针。则下列说法正确的是（　　） A．实验中，入射角应适当大些 B．该同学在插大头针d时，只要使d挡住c的像 C．若入射角太大，光会在玻璃砖内表面发生全反射 D．该实验方法只能测量平行玻璃砖的折射率 【答案】A 【解析】A．为了减小角度测量的相对误差，入射角应适当大一些。但不能太大，否则出射光线太弱，故A正确； B．该同学在插大头针时，使挡住、的像和，由此确定出射光线的方向，故B错误； C．由几何知识可知，光线在上表面的折射角等于下表面的入射角，根据光路可逆性原理可知，光线一定会从下表面射出，折射光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射。故C错误； D．该实验方法的原理是折射定律，也能用来测量其他透明介质的折射率，故D错误。 故选A。 10.（多选）如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r，外圆半径为R，R＝r。现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出。设透明柱体的折射率为n，光在透明柱体内传播的时间为t，若真空中的光速为c，则(　　) A.n可能为　　　 B．n可能为2 C．t可能为 D．t可能为 【答案】AB 【解析】根据题意可画出光路图如图所示， 则两次全反射时的入射角均为45°，所以全反射的临界角C≤45°，折射率n≥＝，A、B均正确；光在介质中的传播速度v＝≤，所以传播时间t＝≥，C、D均错误。 故选：AB。 11．（多选）如图所示，一束光由空气射到透明介质球上的A点，入射角为i，则（　　） A．当i足够大时，在A点将发生全反射 B．当i足够大时，光从球内向外射出时将发生全反射 C．无论i多大，在A点都不会发生全反射 D．无论i多大，光从球内向外射出时，都不会发生全反射 【答案】CD 【解析】光从光密介质射向光疏介质时才可能发生全反射，因此光在A点由空气进入介质球，肯定不能发生全反射。在图中，对于球上任意一点，球面法线一定过圆心，设r为光从A点射入时的折射角，为光从B点射出时的入射角，它们为等腰三角形的两底角，因此有 根据折射定律得 即随着i的增大，r增大，但r不能等于或大于临界角C，故也不可能等于或大于临界角，即光从B点射出时，也不可能发生全反射，在B点的反射光射向D点，从D点射出时也不会发生全反射。 故选CD。 12．如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r，外圆半径为R，R=r。现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出。设透明柱体的折射率为n，光在透明柱体内传播的时间为t，若真空中的光速为c，则（　　） A．n可能为 B．n可能为2 C．t可能为 D．t可能为 【答案】AB 【详解】AB．只经过两次全反射可知第一次入射角为45°，反射光路图如图所示： 根据全反射可知临界角C≤45°；根据折射率；可知n≥；故A、B正确； CD．光在透明柱体中运动路程为L=4r；运动时间为；则t≥；故C、D错误。 故选AB。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节 全反射 目 录 【学习目标】 1 【知识梳理】 2 知识点一 光疏介质和光密介质 2 知识点二 全反射 2 知识点三 全反射的应用 4 【巩固训练】 7 【学习目标】 1. 知道光疏、光密介质概念，并知道它们的相对性； 2．知道产生全反射的条件,能解释全反射现象,会计算临界角； 3．了解全反射现象的应用。 【知识梳理】 知识点一 光疏介质和光密介质 1．定义 （1）光疏介质：折射率较小的介 （2）光密介质：折射率较大的介质。 2．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，并没有绝对的意义。例如：水晶（n＝1.55）对玻璃（n＝1.5）是光密介质，而对金刚石来说（n＝2.427），就是光疏介质。同一种介质到底是光疏介质还是光密介质，是不确定的。 （2）与介质密度无关：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。 （3）同一种光在光疏介质中传播速度大于在光密介质中，但折射率小。 （4）折射特点：光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角；光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角。 知识点二 全反射 1．定义：当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射。当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射，这时对应的入射角叫做临界角。 2．临界角 （1）定义：折射角为90°时的入射角。符号C。 （2）与折射率的关系：①定量关系：光从折射率为n的某种介质射到空气（或真空）时的临界角C就是折射角等于90°时的入射角，根据折射定律可得：sin C＝ 。 ②定性关系：介质折射率越大，发生全反射的临界角越小，越容易发生全反射。 3．发生全反射的条件：（1）光由光疏介质射入光密介质。（2）入射角大于或等于临界角。 全反射现象中能量分配关系 ①折射角随着入射角的增大而增大，折射角增大的同时，折射光线的强度减弱，即折射光线的能量减小，亮度减弱，而反射光线的强度增强，能量增大，亮度增强。 ②当入射角增大到某一角度时(即临界角)，折射光能量减弱到零(即折射角为90°)，入射光的能量全部反射回来，这就是全反射现象。 解决全反射问题的思路 （1）确定光是由光疏介质进入光密介质还是由光密介质进入光疏介质。 （2）若光由光密介质进入光疏介质时，则根据sinC＝确定临界角，看是否发生全反射。 （3）根据题设条件，画出入射角等于临界角的“临界光路”。 （4）运用几何关系、三角函数关系、反射定律等进行判断推理或定量计算。 【典例1】如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB＝60°。一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，经OA折射的光线恰平行于OB，以下对介质的折射率值及折射光线中恰好射到M点的光线能不能发生全反射的说法正确的是（　　） A．，不能发生全反射 B．，能发生全反射 C．，不能发生全反射 D．，能发生全反射 【变式1】（多选）关于全反射，下列说法正确的是（　　） A．光只有从光密介质射向光疏介质时才可能发生全反射现象 B．光只有从光疏介质射向光密介质时才可能发生全反射现象 C．光只有从折射率大的介质射向折射率小的介质时才可能发生全反射现象 D．光只有从折射率小的介质射向折射率大的介质时才可能发生全反射现象 【变式2】光在某种介质中传播的速度为1.5×108 m/s，光从此介质射向空气并发生全反射时的临界角是(　　) A．15° B．30° C．45° D．60° 【变式3】某长方体透明介质如图所示，为嵌在介质内部紧贴面的线状单色可见光光源，与面垂直，为中点，。介质对该单色光的折射率为2，只考虑由直接射向面的光线。下列说法正确的是（　　） A．光从面射出的区域占该面总面积的 B．光从面射出的区域占该面总面积的 C．若发出的单色光频率变小，面有光射出的区域面积将增大 D．若发出的单色光频率变小，面有光射出的区域面积将减小 知识点三 全反射的应用 1．全反射棱镜 （1）形状：截面为等腰直角三角形。 （2）光学特性：①当光垂直于截面的直角边射入棱镜时，光在截面的斜边上发生全反射，光射出棱镜时，传播方向改变了90°。如下左图。 ②当光垂直于截面的斜边射入棱镜时，在两个直角边上各发生一次全反射，使光的传播方向改变了180°。如下右图。 （3）优点：①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。 ②反射面不必涂敷任何反光物质，反射时失真小。 （4） 全反射棱镜改变光路的几种情况 入射方式 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） 2．光导纤维—光纤通讯 当光线射到光导纤维的端面上时，光线就折射进入光导纤维内，经内芯与外套的界面发生多次全反射后，从光导纤维的另一端面射出，而不从外套散逸，故光能损耗极小。 （1）原理：光的全反射。 （2）构造：光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝，直径只有1～100μm左右，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，光由一端进入，在内芯和外套的界面上经多次全反射，从另一端射出。 （3）优点：容量大、能量损耗小、抗干扰能力强、保密性好等。 （4）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。 【典例1】光导纤维是利用光的全反射来传输光信号的．光导纤维由内、外两种材料制成，内芯材料的折射率为n1，外层材料的折射率为n2，如图的一束光信号与界面夹角为α，由内芯射向外层，要想在此界面发生全反射，必须满足的条件是(　　) A． n1＞n2，α大于某一值 B． n1＜n2，α大于某一值 C． n1＞n2，α小于某一值 D． n1＜n2，α小于某一值 【变式1】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 【变式2】（多选）一束光在光导纤维中传播的示意图如图所示，光导纤维对该束光的折射率为n，该段光导纤维的长度为L，图中的光线刚好在光导纤维与空气的界面处发生全反射。已知空气对该束光的折射率为1，光在真空中传播的速度为c，下列说法正确的是（　　） A．光导纤维的折射率n＞1 B．光导纤维的折射率n＜1 C．光在光导纤维中传播的时间为 D．光在光导纤维中传播的时间为 【变式3】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 【巩固训练】 1．光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是(　　) A．光从玻璃射到分界面上，入射角足够小 B．光从玻璃射到分界面上，入射角足够大 C．光从空气射到分界面上，入射角足够小 D．光从空气射到分界面上，入射角足够大 2．（多选）光从介质a射向介质b，如果要在a，b介质的分界面上发生全反射，那么必须满足的条件是 (　　) A．a是光密介质，b是光疏介质 B． 光在介质a中的速度必须大于在介质b中的速度 C． 光的入射角必须大于或等于临界角 D． 光的入射角必须小于临界角 3．水中的空气泡、玻璃中的空气泡，看上去比较亮，对这一现象表述正确的是(　　) A． 空气泡对光线有会聚作用 B． 空气泡对光线有发散作用 C． 从空气泡到达水或玻璃与气泡分界面处的光一部分发生全反射形成的 D． 从水中或玻璃中射到空气泡界面处的光一部分发生全反射形成的 4．打磨某剖面如图所示的宝石时，必须将OP、OQ边与轴线的夹角θ切磨在θ1<θ<θ2的范围内，才能使从MN边垂直入射的光线，在OP边和OQ边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP边并反射到OQ边后射向MN边的情况)，则下列判断正确的是(　　) A．若θ>θ2，光线一定在OP边发生全反射 B．若θ>θ2，光线会从OQ边射出 C．若θ<θ1，光线会从OP边射出 D．若θ<θ1，光线会在OP边发生全反射 5.如图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方。一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖，在O点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带。若入射点由A向B缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O点，观察到各色光在光屏上陆续消失。在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是(　　) A．减弱，紫光　　 B．减弱，红光 C．增强，紫光 D．增强，红光 6.如图，在某种液体内，有一轴截面为正三角形的薄壁透明圆锥罩ABC，底面水平，罩内为空气。发光点D位于AB中点，发出的垂直于BC的光恰好不能射出液面。下列说法正确的是(　　) A．D发出的光照射到CB界面时可能发生全反射 B．液面上方能够看到透明罩所有位置都被照亮 C．液体的折射率为 D．液体的折射率为 7．如图所示光导纤维的长度为，某种频率的光在其中的折射率为，若有各种入射方向的该频率的光照射到此光导纤维一端的横截面上，认为自另一端射出的光在此光导纤维传播的过程中都发生全反射，已知光在真空中的传播速度为，自另一端射出的光在此光导纤维中的最长传播时间为（　　） A． B． C． D． 8．如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形玻璃缸底有一发光小球，则（　　） A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 B．小球所发的光能从水面任何区域射出 C．小球所发的光从水中进入空气不会发生全反射 D．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大 9．某同学用插针法测量平行玻璃砖折射率的实验图如图所示。他按正确的方法插了大头针。则下列说法正确的是（　　） A．实验中，入射角应适当大些 B．该同学在插大头针d时，只要使d挡住c的像 C．若入射角太大，光会在玻璃砖内表面发生全反射 D．该实验方法只能测量平行玻璃砖的折射率 10.（多选）如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r，外圆半径为R，R＝r。现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出。设透明柱体的折射率为n，光在透明柱体内传播的时间为t，若真空中的光速为c，则(　　) A.n可能为　　　 B．n可能为2 C．t可能为 D．t可能为 11．（多选）如图所示，一束光由空气射到透明介质球上的A点，入射角为i，则（　　） A．当i足够大时，在A点将发生全反射 B．当i足够大时，光从球内向外射出时将发生全反射 C．无论i多大，在A点都不会发生全反射 D．无论i多大，光从球内向外射出时，都不会发生全反射 12．如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r，外圆半径为R，R=r。现有一束单色光垂直于水平端面A射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B射出。设透明柱体的折射率为n，光在透明柱体内传播的时间为t，若真空中的光速为c，则（　　） A．n可能为 B．n可能为2 C．t可能为 D．t可能为 / 学科网（北京）股份有限公司 $