第3节 光的全反射(赋能课———精细培优科学思维) 课标要求 学习目标 知道光的全反射现象及其产生的条件。 1.知道光疏介质、光密介质,认识光的全反射现象。 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.知道全反射棱镜及其应用。 一、全反射及其产生条件 1.光疏介质和光密介质的概念 两种不同的介质,折射率较小的介质称为 介质,折射率较大的介质称为 介质。 2.全反射及临界角的概念 (1)全反射:光从 介质射入 介质时,当入射角增大到一定程度时,折射光完全消失,全部光都被反射回光密介质的现象。 (2)临界角:刚好发生全反射(即折射角等于90°)时的 。用字母C表示。 3.全反射的条件 (1)光由 介质射入 介质。 (2)入射角 临界角。 4.临界角与折射率的关系:sin C= 。 [微点拨] 1.不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时,频率越高的光的临界角越小,越容易发生全反射。 2.相对于相同两种介质的界面,紫光的临界角最小、红光的临界角最大。 [情境思考] 图甲中水里的小气泡、图乙中玻璃玩具里的小气泡,看上去都格外明亮,这种现象属于光的全反射现象。 (1)在图甲中光密介质是什么 (2)在图乙中光密介质是什么 二、全反射现象 1.水或玻璃中的气泡看起来特别亮,是由于光射到气泡上发生了 。 2.在沙漠里,接近地面的热空气的折射率比上层空气的折射率 ,从远处物体射向地面的光线的入射角 时发生全反射,人们就会看到远处物体的倒景。 3.全反射棱镜 (1)形状:截面为 三角形的棱镜。 (2)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 ,光射出棱镜时,传播方向改变了 。 (3)当光垂直于截面的斜边射入棱镜时,在两个直角边的界面上各发生一次 ,使光的传播方向改变了 。 (4)全反射棱镜的反射性能比镀银的平面镜 。 [情境思考] 如图,让光沿着半球形玻璃砖的半径射到它的平直的边上,在这个边与空气的界面上会发生反射和折射。逐渐增大入射角,你会观察到什么现象 强化点(一) 对全反射的理解 任务驱动 如图所示,在潜水员看来,岸上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里,为什么 [要点释解明] 1.对光疏介质和光密介质的理解 (1)光疏介质和光密介质的比较 光的传播速度 折射率 光疏介质 大 小 光密介质 小 大 (2)相对性:光疏介质、光密介质是相对的,任何两种透明介质都可以通过比较光在其中传播速度的大小或折射率的大小来判断谁是光疏介质或光密介质。 (3)光疏和光密是从介质的光学特性来说的,与它的密度大小无关。例如,酒精的密度比水小,但酒精和水相比酒精是光密介质。 2.全反射现象 (1)全反射的条件 ①光由光密介质射向光疏介质。 ②入射角大于或等于临界角。 (2)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。 [典例] (2023·湖北高考)如图所示,楔形玻璃的横截面POQ的顶角为30°,OP边上的点光源S到顶点O的距离为d,垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为45°。不考虑多次反射,OQ边上有光射出部分的长度为 ( ) A.d B.d C.d D.d 听课记录: [思维建模] 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sin C=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,进行动态分析或定量计算。 [题点全练清] 1.如图所示,MM'是两种介质的界面,A是入射光线,B是反射光线,C是折射光线,O是入射光线的入射点,NN'是法线,θ1是入射角,θ2是折 ... ...
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