教科版高中物理选择性必修第一册精品课件 第4章 光及其应用 3.光的全反射.ppt

应用体验【例1】截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示,DE为嵌在三棱镜内部紧贴BBCC面的线状单色可见光光源,DE与三棱镜的ABC面垂直,D位于线段BC的中点。图乙为图甲中ABC面的正视图。三棱镜对该单色光的折射率为,只考虑由DE直接射向侧面AACC的光线,下列说法正确的是()C.若DE发出的单色光频率变小,AACC面有光出射的区域面积将增大D.若DE发出的单色光频率变小,AACC面有光出射的区域面积将减小C解析由题可知sinC=,所以临界角为C=45°,因此从D点发出的光,竖直向上从M点射出的光线恰好是出射光线的边缘,同时C点也恰好是出射光线的边缘,如图所示,因此光线只能从MC段射出,根据几何关系可知,M恰好为AC的中点,因此在AACC平面上有一半的面积有光线射出,故A、B错误;由于频率越小,折射率越小,当光源发出的光的频率变小时,折射率也会变小,导致临界角增大,出射光线区域的面积将增大,故C正确,D错误。对点演练1(多选)如图所示,ABCD是两面平行的透明玻璃砖,AB面和CD面是玻璃和空气的分界面,分别设为界面Ⅰ和界面Ⅱ。光线从界面Ⅰ射入玻璃砖,再从界面Ⅱ射出,回到空气中。如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角,则()A.只要入射角足够大,光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象B.只要入射角足够大,光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象C.不管入射角多大,光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象D.不管入射角多大,光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象CD解析在界面Ⅰ,光由空气进入玻璃砖,是由光疏介质进入光密介质,不管入射角多大,都不能发生全反射现象,选项A错误,C正确;在界面Ⅱ,光由玻璃进入空气,是由光密介质进入光疏介质,但是,由于界面Ⅰ和界面Ⅱ平行,光由界面Ⅰ进入玻璃后再到达界面Ⅱ,在界面Ⅱ上的入射角等于在界面Ⅰ上的折射角,入射角总是小于临界角,因此也不会发生全反射现象,选项B错误,D正确。探究点二全反射的应用导学探究光导纤维的结构示意图如图所示,其内芯和外套由两种光学性能不同的介质构成。构成内芯和外套的两种介质,哪个折射率大?为什么?提示内芯的折射率大。因为当内芯的折射率大于外套的折射率时,光在传播时能发生全反射,光线经过多次全反射后能从一端传到另一端。知识归纳1.全反射棱镜的作用及应用(1)作用:全反射棱镜是一种特殊的棱镜,在光学仪器中用来改变光的方向。(2)应用:对于精密的光学仪器,如照相机、望远镜、显微镜等,就需要用全反射棱镜代替平面镜,以消除多余的像。2.光导纤维(1)光导纤维的传播原理: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。(2)光导纤维的折射率:特别提示解决全反射问题的解题步骤(1)确定光是从光密介质进入光疏介质。(2)应用sinC=确定临界角。(3)根据题设条件,判定光在传播时是否发生全反射。(4)如发生全反射,画出入射角等于临界角时的临界光路图。(5)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算,解决问题。应用体验【例2】如图所示,某种均匀材料制成的透明圆柱体长为L,一单色细光束从圆柱体左端面圆心O点以角i入射,光束进入透明体后恰好不从圆柱体上边界表面射出,在0.56×10-8s内该光束在圆柱体内经过一系列全反射后从圆柱体的右端面射出,空气中的光速c=3×108m/s,该介质对该单色光的折射率n=。求:(1)该单色光的入射角i;(2)该透明圆柱体的长度L。对点演练2光导纤维(可简化为长玻璃丝)的示意图如图所示,玻璃丝长为L,折射率为n=,真空中光速为c,AB代表端面。一束单色光从玻璃丝的AB端面以入射角θ入射,若光能传播到另一端面不会从侧壁射出,则入射角需要满足条件()C解析设光束在光导纤维端面的入射角为θ,折射角为α,折射光线射向侧面时的入射角为β,要保证不会有光线从侧壁射出来,其含义是能在侧壁发生学以致用·随堂检测全达标12341.(全反射的理解)现在城市公园的水池底大多都安装有彩灯,当一束由红、绿两色组成的复色光从水中射向空气时,下列光路图可能正确的是()A1234解析当两种色光都能折射到空气中时,红光与绿光的折射率不同,由于红光的折射率比绿光小,在入射角相等时,红光折射角小;光线射到水面时一定有反射,所以反射光中红光和绿光都有,A可能正确,C、D错误。由于红光的折射率比绿光小,由临界角公式sinC=可知,红光的临界角比绿光大,所以在水面上若绿光不发生全反射,则红光也一定不会发生全反射,B错误。