第四章 2 全反射-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理选择性必修第一册学习手册（人教版）

高中物理选择性必修第一册（人教版） “2.全反射 知识梳理 知识点1 1.小大2.相对 知识点2 1.光密光疏折射反射2.90°介质空气 (真空)sinC=13.(1)光密光疏(2)等于或 n 大于 知识点3 1.等腰直角三角形方向高2.内芯外套大 全反射 要点突破 例矿【解析】设纸片的最小半 径为r,玻璃砖的临界角为C,则sinC 元，=受anC,计算得 1 a 2V2-I 例题答图 V),则聚小面积罗 5 变式训练 (1)aresin V3 (2)V3 3 3 情境拓展 D【解析】如图所示，光由上面 射入透明塑料中，在直角部分发生全 反射时上面看起来才会明亮，光再从 透明塑料射向空气，此时发生全反射 的条件是折射率n≥，1 2sin45=V2, 情境拓展题答图 即透明塑料的折射率应大于V2,故A错误；光从塑 料锯齿和油的界面处发生折射，光线射向油中，在矩形 窗口形成暗区，故B错误；油量增加时，被浸入到油中 的塑料锯齿增多，则全反射光线减小，则亮区范围变 小，故C错误；透明塑料的折射率小于油的折射率，对 于透明塑料和油来说，油是光密介质，故D正确。故 选D >m3.光的干涉 知识梳理 知识点1 1.频率相同相位差恒定振动方向相同加强 减弱2.频率相同相位差恒定振动方向相同一种 32 波 知识点2 2.频率一致3.(1)PS1-PS=n入(n=0,±1，±2， ±3，…) (2)s-s=(2+1)今(n=0,1.2, ±3，…) 知识点3 1.亮条纹相等2.△入3.白色 d 知识点4 1.亮条纹暗条纹 知识点5 1.空气层2子 要点突破 例1(1)暗条纹（2)亮条纹(3)见解析 【解析】(1)设A光在空气中波长为入，在介质中波长 为2，由n=C=得入=nA=1.5x4x10m=6x107m。根 v入2 据距离之差4r=2.1×106m,所以N,=Ay=2,1x10m 入16x10m 3.5,由此可知，S和S2到P点的距离之差△x是波长入1 的3.5倍，所以P点为暗条纹。(2)根据临界角与折射 率的关系加C得m初亨。由此可知，B光在 空气中波长为X=nA=亭x3.15x107m=525x10m。所 以N-会老器0品4。可见，用B光作为光源，P 点为亮条纹。(3)光屏上仍出现明、暗相间的条纹， 但中央条纹最宽最亮，两边条纹变窄变暗。 变式训练1A 例2AC【解析】楔形空 气层的上、下两个表面反射的 两列光波发生干涉，空气层厚 度相同的地方，两列波的路程 c 差相同，故如果被测表面是平 B'D'B D 的，干涉条纹就是一组平行的 例2题答图 直线，如答图所示，当劈角α 增大为B时，相邻的条纹由A、C处左移至A'、C处。 设CD-AB=△，则CD-4B=4,放AC。AC nB。因为B>a,所以ACA'C,放劈角变大时，条纹 △s 变密。反之，劈角变小时，条纹变疏，A正确，B错误。情境拓展 单反相机就是指单镜头反光相机。单反 相机取景器的示意图如图，ABCDE为五棱 镜的一个截面，AB⊥BC。某一束单色光经 平面镜反射后从AB边的F点垂直AB射入 五棱镜，最后光线刚好在BC中点垂直BC 射出，已知光线仅在CD与AE两条边上发 生了全反射，且两次全反射的入射角相等。 若光在真空中的传播速度为c,则下列说法 正确的是() 2.全 知识梳理 川知识点1光疏介质和光密介质 1.光疏介质：折射率较 的介质；光 密介质：折射率较 的介质。 2.光疏介质与光密介质是 (填“相 对”或“绝对”)的。 3.折射率与介质的密度没有关系，光密介质 不是指密度大的介质，光疏介质也不是指 密度小的介质。 川知识点2全反射现象 1.全反射：光从 介质射入 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， 光完全消失，只剩下 光 的现象。 2.临界角：刚好发生全反射，即折射角等于 第四章光。 五棱镜 至人眼 B 平面镜 至感光部件 情境拓展题图 A.五棱镜的最小折射率为V 2 B.光在五棱镜中的传播速度为c C.该单色光从空气进入五棱镜时波长不变 D.该单色光从空气进入五棱镜时频率不变 反 射 时的入射角。光从 射入 时，发生全反射的临界角C与介 质的折射率n的关系是 3.全反射发生的条件 (1)光从 介质射入 介质。 (2)入射角 临界角。 川知识点3全反射的应用 1.全反射棱镜截面为 其 作用是改变光的 1234 4321 光路改变90°的情况 光路改变180°的情况 优点：反射率 几乎可达100%。 2.光导纤维。 光导纤维由 和 两层组 成，内芯的折射率比外套的 ，光传 学 (71 N 高中物理选择性必修第一册（人教版） 播时在内芯与外套的界面上发生 光纤通信的优点：传输容量大、衰减小、抗 干扰性及保密性强等。 要点突破 川要点全反射的理解和应用 1.画出恰好发生全反射的光路图。 2.利用几何关系找出临界角。 3.判断发生全反射的区域。 例如图，一个立方体玻璃砖的棱长为a, 折射率n=1.5,立方体中心有一个小气泡。 为使从立方体外面各个方向都看不到小气 泡，必须在每个面上都贴一张纸片，则每张 纸片的最小面积为多少？ 例题图 思路点拨 根据全反射的临界角，通过气泡到达 每个面的距离求出纸的最小半径，从而根 据圆的面积公式求出每张纸片的最小面积。 (72)学 变式训练 如图所示，一球形玻璃体的半径为R, O为球心，AB为直径，来自B的光线BM 在M点射出，出射光线平行于AB,另一光 线BW恰好在N点发生全反射，已知 ∠ABM=30°，求： (1)全反射的临界角C。 (2)球心O到BN的距离为球体半径的几倍。 变式训练题图 情境拓展 如图甲为一种检测油深度的油量计，油 量计竖直固定在油桶内，当入射光竖直向下 照射时，通过观察油桶上方的矩形窗口亮暗 两个区域可确定油量。图乙是油量计结构图， 它是一块锯齿形的透明塑料，锯齿形的底是 一个等腰直角三角形，最右边的锯齿刚接触 到油桶的底部，已知透明塑料的折射率小于 油的折射率，则下列说法正确的是() 入射光线 矩形窗口 油量计 立体图 正面图 分 情境拓展题图 3.光的 知识梳理 川知识点1 光的双缝干涉 1.光的干涉现象。 的两列光波相叠加， 某些区域的光被 某些区域的光被 并且光被加强和减弱的区域相互 间隔的现象叫作光的干涉现象。 2.光产生干涉现象的条件。 两列光 光的干涉实验最早是英国物理学家托马 斯·杨在1801年成功完成的，这就是历史上 著名的杨氏双缝干涉实验，它有力地证明了 光是 川知识点2杨氏双缝干涉实验 双缝干涉的装置示意图。 实验装置如图所示，有光源、单缝、双 缝和光屏。 单隆 第四章光。 A.透明塑料的折射率应小于V2 B.塑料锯齿和油的界面处发生全反射形成 暗区 C.油量增加时，亮区范围变大 D.对于透明塑料和油来说，油是光密介质 干涉 1.单缝的作用。 获得线光源，使光源有唯一的频率和振 动情况，如果用激光直接照射双缝，可省去 单缝屏。托马斯·杨那时没有激光，因此他 用强光照射一条狭缝，通过这条狭缝的光再 通过双缝产生相干光。 2.双缝的作用。 平行光照射到单缝S上，又照射到双缝 S、S2上，这样一束光被分成两束 相同、振动情况完全 的相干光。 3.屏上某处出现亮、暗条纹的条件。 (1)亮条纹的条件：屏上某点P到两条缝S, 和S,的路程差正好是波长的整数倍或半 波长的偶数倍。即： (2)暗条纹的条件：屏上某点P到两条缝S 和S2的路程差正好是半波长的奇数倍。 即： 川知识点3双缝干涉图样的特点 1.中央为 。两边是明暗相间的条 纹。且亮条纹与亮条纹间、暗条纹与暗条 纹间的距离」 2.条纹间距： ，其中d为两缝间 的距离，1为双缝到屏的距离，入为光的 波长。 学 73