人教版 (2019)选择性必修 第一册2 全反射导学案

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册2 全反射导学案，共6页。学案主要包含了课前自主学习，易错辨析等内容，欢迎下载使用。
4.2全反射1、理解光的全反射；2、掌握临界角的概念、表达式和发生全反射的条件；3、了解全反射现象的应用。【重点】临界角的概念及表达式、全反射的条件、全反射的应用；【难点】全反射的条件、全反射的应用。【课前自主学习】一、知识前置1、当光由________  射入_________时，当入射角增大到一定程度时，光线将全部反射回光密介质中，这种现象叫光的全反射。2、发生全反射的两个条件是：（1）______________________;(2) _______________________。3、我们常说的“光纤通信”是利用了光的__________原理。 4、传统的导线传输技术存在衰减大、容量小、抗干扰能力弱等缺点，而光纤通信的主要优点就是_________、衰减小_____________能力强。【易错辨析】1、水一定是光密介质。（）2、两种介质相比，光在光密介质中的速度一定较小。（）3、两种介质相比，光密介质的密度一定较大。（）4、光线从一种介质进入另一种介质时，在光密介质中与法线夹角较小。（）5、两种介质相比，光疏介质的折射率一定较小。（）二、新知学习1.想一想：水中的气泡看上去特别明亮，这是为什么呢？ 光疏介质和光密介质光疏介质:两种介质中折射率________的介质叫做光疏介质.光密介质:两种介质中折射率________的介质叫做光密介质.玻璃相对于水是________介质玻璃相对于金刚石是________介质观察全反射现象如图 让光沿着半圆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，观察反射光线和折射光线的变化。观察全反射现象实验现象随着入射角的逐渐增大的过程中折射角逐渐________ ；折射光线亮度逐渐________；反射角逐渐________；反射光线亮度逐渐________；     当入射角增大到某一角度时，折射光线消失，________________。全反射的定义全反射：________________，________________，光线全部被反射回原光密介质的现象。 临界角：当光从光密介质射入光疏介质时，折射角等于900角时的入射角叫做临界角。用C表示。发生全反射的条件（1）光从光密介质射入光疏介质；（2）入射角等于或大于临界角；临界角C的大小由折射率可得：________________临界角的正弦值：________________思考与讨论：由于不同介质的折射率不同，在光从介质射入空气（真空）时，发生全反射的临界角是不一样的。怎样计算光从折射率为 n 的某种介质射入空气（真空）发生全反射时的临界角 C ？计算时可以先考虑图 的情形：光以接近 90°的入射角从空气射入介质，求出这时的折射角。根据光路可逆的道理，也就知道光从介质射入空气时发生全反射的临界角了全反射棱镜玻璃棱镜的截面为________________，当光从图中所示的方向射入玻璃时，由于光的方向与玻璃面垂直，________________。但在玻璃内部，光射向玻璃与空气的界面时，________________，发生全反射。与平面镜相比，它的反射率高，________________。这种棱镜在光学仪器中可用来改变光的方向。全反射棱镜光导纤维1966 年，33 岁的华裔科学家__________提出：光通过直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来传输大量信息。__________因此获得 2009 年诺贝尔物理学奖。根据这一理论制造的光导纤维（optical fiber）已经普遍应用到通信领域。这其中就用到了__________原理。想一想：观察光在弯曲的有机玻璃棒中传播的路径如图 激光笔发出的光射入一根弯曲的有机玻璃棒的一端，观察光传播的路径有什么特点。当光在有机玻璃棒内传播时，如果从有机玻璃射向空气的入射角大于临界角，__________，于是光在有机玻璃棒内沿着锯齿形路线传播。这就是__________的原理。实用光导纤维的直径只有几微米到一百微米。因为很细，一定程度上可以弯折。它由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大，____________________ 如果把光导纤维聚集成束，使纤维在两端排列的相对位置一样，图像就可以从一端传到另一端（图 1）。 医学上用这种光纤制成内窥镜②（图 2）用来检查人体胃、肠、气管等脏器的内部。 实际的内窥镜装有两组光纤，一组把光传送到人体内部进行照明，另一组把体内的图像传出供医生观察。光导纤维光导纤维的用途很大，医学上将其制成__________，用来检查人体内脏的内部。实际的内窥镜装有两组光纤，一组____________________，另一组____________________。光导纤维的用途很大，通过它可以实现__________。光纤通信的主要优点是__________、__________、__________。
一路光纤的传输能力理论值为__________，__________。虽然光纤通信的发展历史只有20多年的，但是发展的速度是惊人的。 1．关于全反射及其应用的认识，下列说法正确的是(　　)A．光纤通信利用了光的折射B．全反射是反射光线与折射光线重合的一种现象C．光线从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射D．光线从光疏介质射向光密介质时，不可能发生全反射  2．（单选）如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时，下列情况不可能发生的是(　　)  A.介质1的折射   3.（单选）如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则下列说法正确的是(　　)A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球B．小球所发的光能从水面任何区域射出C．小球所发的光从水中进入空气后频率变大D．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大4．（单选）夏天，海面上的下层空气的温度比上层空气的温度低．可以设想海面上的空气是由折射率不同的许多水平气层组成的．景物反射的光线由于不断被折射，越来越偏离原来的方向，人们逆着光线看去就出现了蜃景．如图所示，下列说法正确的是(　　)A．蜃景是景物由于海平面对光的反射所成的像B．海面上上层空气的折射率比下层空气的折射率大C．A是蜃景，B是景物D．B是蜃景，A是景物                 参考答案  【答案】D【解析】光纤通信利用了光的全反射现象，故A错误；发生全反射时，折射光线完全消失，故B错误；光只有从光密介质射向光疏介质，且入射角大于等于临界角，才能发射全反射，光从光疏介质射向光密介质时，不可能发生全反射，故C错误，D正确．2.【答案】A【解析】　当光由空气射入半圆形玻璃砖并发生折射时，折射角应小于入射角，故A不可能，符合题意；当光由空气斜射入半圆形玻璃砖时，既有反射光线又有折射光线，折射角小于入射角是可能发生的，故B可能；当光由半圆形玻璃砖射入空气时，若入射角小于临界角，既有反射光线又有折射光线是可能发生的，故C可能；当光由半圆形玻璃砖射入空气时，若入射角大于等于临界角，会发生全反射，这种情况是可能发生的，故D可能．3.【答案】D【解析】光从光密介质(水)进入光疏介质(空气)，当入射角小于临界角时，不会发生全反射，只要在没有发生全反射的区域，上面或侧面都有光射出，射出的光进入人眼，人就能看见小球，故A、B错误；光从一种介质进入另一种介质时，光的频率不会发生改变，则小球所发的光从水中进入空气后频率不变，故C错误；根据n＝可得v＝，由于水对光的折射率大于空气对光的折射率，则小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大，故D正确．4.【答案】C【解析】当大气层比较平静时，空气的密度随温度的升高而减小，对光的折射率也随之减小，海面上下层空气的温度比上层空气的温度低，下层空气的折射率比上层的大．远处的景物反射的光线射向空中时，不断被折射，射向折射率较低的上一层的入射角越来越大，当光线的入射角大于临界角时，就会发生全反射现象．在地面附近的观察者就可以观察到由空中射来的光线形成的虚像．这就是海市蜃楼的景象，故选C.