人教版 (2019)选择性必修 第一册2 全反射精品教案设计

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册2 全反射精品教案设计，共6页。教案主要包含了自主学习，学始于疑，合作探究一，合作探究二，合作探究三，选修3-4，进阶闯关检测等内容，欢迎下载使用。

回忆上节课学习内容，思考：
1.全反射发生条件是什么？
2.写出临界角计算公式：
3. 光从光从光疏介质射入光密介质时，如何求折射角的极大值？
【学始于疑】（请将预习中不能解决的问题记录下来，供课堂解决。）
课堂案
【合作探究一】
如图所示，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，∠A＝90°，∠B＝30°。一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于AC边射出。
(1)求棱镜的折射率；
(2)保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出。求此时AB边上入射角的正弦。
【合作探究二】一个半径为R的玻璃半球，如图所示，平放在水平桌面上，已知玻璃的折射率为eq \r(2)，一束竖直光照射在半球的平面与水平桌面上，结果在水平桌面上出现一个暗环，求该暗环的面积
总结：
【合作探究三】 【选修3-4】
一厚度为h的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r的圆形发光面。在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上。已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线（不考虑反射），求平板玻璃的折射率。
总结：
【进阶闯关检测】
A类基础关
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
2.一束光线射到一个玻璃球上，如图所示。该玻璃球的折射率是n＝eq \r(3)，光线的入射角是i＝60°。求该束光线射入玻璃球后第一次从玻璃球射出光线与射到玻璃球上的入射光线的夹角是多少度？
B类能力关
3.一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，如图为过轴线的截面图，调整入射角α，使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射。已知水的折射率为eq \f(4,3)，求sinα的值。
①
C类综合关（选做）
4. 2012年理综新课标卷34.[物理—选修3-4]
一玻璃立方体中心有一点状光源。今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体。已知该玻璃的折射率为，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值。
【进阶闯关检测】答案
A类基础关
1.
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，都不可能发生全反射现象，则C项正确，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，D项也正确。
答案 CD
2.
解析 该题考查折射定律。光线射入玻璃球后第一次从玻璃球射出的光路如图所示。
由折射定律得eq \f(sini1,sinr1)＝n，eq \f(sini2,sinr2)＝eq \f(1,n)。
因△AOB为等腰三角形，则i2＝r1。
由几何关系知r1＋∠1＝60°，i2＋∠2＝r2，
又由图知，∠3是出射光线相对于入射光线的偏折角，且∠3＝∠1＋∠2。联立以上各式解得∠3＝60°，射出光线与射到玻璃球上的入射光线的夹角是60°
B类能力关
3.
答案：eq \f(\r(7),3)
解析：当光线在水面发生全反射时，有sinC＝eq \f(1,n)①
当光线从左侧射入时，由折射定律eq \f(sinα,sin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(π,2)－C)))＝n②
联立①②式，代入数据可得
sinα＝eq \f(\r(7),3)
C类综合关（选做）
4. 解析:如图所示,考虑从玻璃立方体中心O点发出的一条光线,假设它作斜射到玻璃立方体上表面发生折射.
根据折射定律得: ①
式中,n是玻璃的折射率,入射角等于θ, α是折射角.
现假设A点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点.由题意,在A点刚好发生全反射,故
②
设线段OA在立方体上表面的投影长为RA,由几何关系有: ③
式中a为玻璃立方体的边长,由①②③得:
④
由题给数据得: ⑤
由题意,上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为RA的圆.所求的镀膜面积S’与玻璃立方体的表面积S之比为: ⑥
由⑤⑥得: