高中物理选择性必修一优质课公开课导学案4.3.pdf

3．光的全反射

课标要求

1.知道光疏介质、光密介质、全反射、临界角的概念．

2．知道全反射现象，理解全反射的条件，能计算有关问题和解释相关现象．

3．了解全反射棱镜及光导纤维的工作原理和在生产、生活中的应用．

思维导图

必备知识·自主学习——突出基础性素养夯基

一、全反射现象

1．光疏介质和光密介质

(1)概念：两种介质比较，折射率较小的介质叫作________介质，折射率较大的介质叫作

________介质．

(2)光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的传播速度小．

(3)相对性：光疏介质和光密介质是________的．

[导学1]

光疏介质和光密介质具有相对性，例如酒精对水是光密介质，但对水晶则是光疏介质．

2．全反射

光从光密介质射到光疏介质的界面时，全部被反射回原介质中传播的现象叫作

____________．

[举例]

水下的潜水员认为水面上的所有景物都出现在倒立的圆锥里，就是光的全反射的一个例

证．

二、发生全反射的条件

1．临界角

我们把光从某种介质射向真空或空气、折射角为90°时的________，称为这种介质的临

界角．

2．全反射的条件

要发生全反射，必须同时具备两个条件：

(1)光从光密介质射向________介质．

(2)入射角大于等于临界角．

3．临界角与折射率的关系

1

(1)定量关系：光由介质射入空气(或真空)时，sinC＝.

(2)定性关系：介质折射率越大，发生全反射的临界角越小，越________发生全反射．

三、全反射的应用——光导纤维

1．光导纤维对光的传导原理

利用了________原理．

2．光导纤维的构造

光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径从几微米到几十微米之间，由内芯和外层透明介

质两层组成．内芯的折射率比外套的折射率大，光传播时在内芯与外套的界面上发生________．

3．光导纤维的应用——光纤通信

光纤通信，就是把载有________、________和各种数字信号的激光从光纤的一端输入，

沿着光纤传到另一端去．

4．光纤通信的主要优点

容量大、衰减小、________________强、传输质量高．

[导学2]

发生全反射时，反射率很高，几乎达到100%，比平面镜的反射率高出了很多．

关键能力·合作探究——突出综合性素养形成

探究点一全反射的理解

导学探究

当光从水中射向与玻璃的交界面时，只要入射角足够大就会发生全反射，这种说法正确

吗？为什么？

归纳总结

1.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．

2．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．解答全反射类问题的技巧：

(1)光必须从光密介质射入光疏介质才能发生全反射．

(2)入射角大于或等于临界角才能发生全反射．

(3)利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键，

且在作光路图时比例应与实际相符，这样更有利于问题的分析．

典例示范

例1为了测定某种材料制成的长方体的折射率，用一束光线从AB面以60°入射角射入

长方体时光线刚好不能从BC面射出，如图所示，该材料的折射率是多少？

素养训练1(多选)如图所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度相同的光

线均由空气射入玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置．下列说法正确的是()