2 全反射 [教材链接] (2)90° 完全消失 (3)90° 例1 D [解析] 根据光的反射与折射规律可知,入射角等于反射角,入射光线与反射光线分居法线两侧,折射光线与入射光线也分居法线两侧,而入射光线与反射光线位于界面同一侧,入射光线与折射光线分居界面的两侧,结合图像可知,AO为入射光线,BO为反射光线,CO为折射光线,故A、B错误;结合上述可知,AO为入射光线,CO为折射光线,根据图像可知,入射角小于折射角,即光从光密介质进入光疏介质,当入射光绕O点顺时针转动时,入射角减小,折射角也减小,折射光线OC不会消失,故C错误;结合上述,当入射光绕O点逆时针转动时,入射角增大,折射角也增大,当入射角大于临界角时,折射光线OC会消失,故D正确. 变式1 A [解析] 由题图乙可知,当θ=53°时恰好发生全反射,则全反射临界角为C=53°,发生全反射的临界角的正弦值sin C=,得n=,故选项A正确. 例2 D [解析] 光线发生全反射的临界角为C=90°-53°=37°,根据sin C=,可得n===,故选D. [教材链接] 1.等腰直角 2.全反射 很高 改变光的方向 3.双筒望远镜 [科学探究] 如图所示,光线应该从右边入射,在左边两个直角边上连续发生两次全反射,利用全反射棱镜的原理使入射光线偏折180°. 例3 B [解析] 由题意可知临界角小于45°,四个选项的光路图如图所示,故B正确. 例4 C [解析] 由于光在bc界面上存在反射现象,因此光束1的强度比光束2的强度大,A错误;由于全反射的临界角C=arcsin<60°,光束2在ab界面上发生了全反射,因此光束2的强度与光束3的强度一样大,B错误;光束3在到达ac界面时,入射角为30°,根据折射定律可知折射角为60°,出射光线与ac界面的夹角为30°,因此出射光线与bc平行,C正确;ac反射的光束与bc垂直,入射角为0°,因此出射光束与bc垂直,不与ac平行,D错误. [教材链接] 1.全反射 2.大 内芯与外套 3.(1)②大 小 例5 (1) (2)n≥ [解析] (1)光垂直入射到玻璃丝的端面AB,光在其中的传播速度v= 传播时间为t== (2)设光束在玻璃丝端面的入射角为i,折射角为r,折射光线射到侧面时的入射角为i',如图所示. 由折射定律得n= 由几何关系得r+i'=90° 则sin r=cos i' 光在玻璃丝中发生全反射的临界角的正弦值sin C= 要使光线不会从侧壁“泄漏”出来,必须满足i'≥C 则有cos i'≤cos C== 联立得≤ 要保证从端面入射的任何光线都能发生全反射,应使i=90°,代入上式解得n≥ 即光导纤维所用材料的折射率至少应为 变式2 A [解析] 由于光发生全反射的条件之一是光由光密介质射入光疏介质,所以光导纤维的折射率比空气的折射率大,即n>1,故A正确,B错误;当光线在界面处发生全反射时,根据临界角与折射率的关系sin C=,光在光导纤维中的传播速度为v=,v在沿光导纤维方向的分量为vx=vsin C=,所以光在光导纤维中传播的时间为t==,故C、D错误. 随堂巩固 1.BC [解析] 发生全反射时折射光线消失,A错误;入射角与反射角一定相等,B正确;发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质,且入射角大于或等于临界角,故C正确,D错误. 2.D [解析] 由临界角与折射率间的关系可知sin C=,故此棱镜的最小折射率n==≈1.41. 3.B [解析] 欲使光在内芯和外套的界面上发生全反射,需有n1>n2,光在介质中的传播速度为v=,则传播时间为t=,光沿直线传播,时间最短,最短时间为tmin==,故光通过光缆的时间大于,故选B. 4.B [解析] 由全反射条件可知sin C==,光线垂直ab边射入,当从b端射入的激光入射角恰好等于临界角时,光线均不能从ad边射出,此时ab边的长度为lab=R-Rsin C=R,故选B.2 全反射 1.D [解析] 全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质,且入射角大于或等于临界角,折射率大的介质相对于折射率小的介质是光密介质,同一种光在不同介质中传播,传播速度小的介质相对于传播速度大的介质是光密介质,故D正确,A、B、 ... ...
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