4.2 全反射 同步导学案 （含答案）

2.全反射 【学习目标】 学科知识 学科能力 学科素养 1.全反射的理解 2.全反射棱镜及光导纤维 3.全反射的应用 1.理解光的全反射现象，并能运用全反射解释生活中的相关问题 2.运用全反射棱镜、光导纤维及临界角解决具体问题 知道光的全反射现象及其产生的条件，了解光纤的工作原理及光纤在生活中的应用，体现了物理观念的学科素养；运用光线模型探索光的全反射问题，培养学生的科学思维素养 知识点一　全反射 图甲中荷叶上的小水珠看着晶莹透亮；图乙中玻璃玩具里的小气泡看上去格外明亮；图丙中自行车的尾灯，虽然本身不发光，但在夜间骑行时，后面汽车发出的强光照到尾灯后，司机会看到较强的光，用以警示后面车上的司机注意。 上述情境是什么现象？ 提示：是光的全反射现象。 1．光疏介质和光密介质：对于折射率不同的两种介质，我们把折射率较小的介质称为光疏介质，折射率较大的介质称为光密介质，光疏介质和光密介质是相对的。 2．全反射：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。这种现象叫作全反射，这时的入射角叫作临界角。 3．全反射的发生条件 （1）光线从光密介质射入光疏介质。 （2）入射角大于或等于临界角。 4．临界角C与折射率n的关系：sinC＝。 【判断正误】 1．两种介质相比较，密度大的介质一定是光密介质。（×） 2．早晨草叶上的露珠特别明亮是阳光照到露珠上发生全反射的缘故。（√） 3．我们看到的海市蜃楼与沙漠蜃景都属于全反射现象。（√） 对光疏介质和光密介质的理解 光疏介质 光密介质 判断 折射率相对较小的介质 折射率相对较大的介质 传播 速度 由n＝得v光密＜v光疏 折射 特点 1.光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角 2.光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角 相对性 光疏介质、光密介质是相对的，某介质相对于甲介质是光疏介质，而相对于乙介质可能是光密介质。例如：酒精（n1＝1.36）相对于水晶（n2＝1.55）是光疏介质，而相对于水（n3＝1.33）是光密介质 学生用书↓第105页 注意：“光疏”与“光密”是从介质的光学特性来说的，与其密度大小无必然关系。例如：酒精的密度比水小，但酒精和水相比，酒精是光密介质。 1．（2022·山东等级考）柱状光学器件横截面如图所示，OP右侧是以O为圆心、半径为R的圆，左侧是直角梯形，AP长为R，AC与CO夹角为45°，AC中点为B。a、b两种频率的细激光束，垂直AB面入射，器件介质对a、b光的折射率分别为1.42、1.40。保持光的入射方向不变，入射点从A向B移动过程中，能在PM面发生全反射后，从OM面射出的光是（不考虑三次反射以后的光）（　　） A．仅有a光B．仅有b光 C．a、b光都可以D．a、b光都不可以 针对练 2.（2022·山东烟台市月考）单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。如图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC。光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生全反射，且两次全反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。下列说法正确的是（　　） A．∠BCD＝135° B．∠BAE和∠BCD不相等 C．该五棱镜折射率的最小值是 D．该五棱镜折射率的最小值是 针对练 3.（2021·广东高考）如图所示，一种光学传感器是通过接收器Q接收到光的强度变化而触发工作的。光从挡风玻璃内侧P点射向外侧M点再折射到空气中，测得入射角为α，折射角为β；光从P点射向外侧N点，刚好发生全反射并被Q接收，求光从玻璃射向空气时临界角θ的正弦值表达式。 知识点二　全反射棱镜和光导纤维 图1为双筒望远镜，其核心部件是全反射棱镜；图2 ... ...