1、2 全反射课堂合作探究问题导学一、全反射活动与探究 11为什么说光疏介质和光密介质是相对的？2光密介质与介质密度大小有没有关系，为什么？迁移与应用 1一束单色光由左侧射入注满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 ，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 ，求 sin 的43值。1由折射定律知，光由光疏介质射入光密介质，折射角小于入射角；光由光密介 质射入光疏介质，折射角大于入射角，所以全反射只有光由光密介质射入光疏介质时才可能发生。2公式 sin C 只适用于光由介质射向真空（或空气）时的临界角计算，即 C 为介质对1n真空（或空气）的临界角。3从能量角度
2、来看，光在两种介质的界面上发生反射和折射时，若不计介质的吸收，入射光能量会分成反射和折射两部分，其中反射光能量随着入射角的增大而增强，折射光能量则随着入射角的减小而增强，当 发生全反射时，折射光能量等于零。二、全反射的应用活动与探究 21观察课本中的演示实验，思考反射光线和折射光线是如何变化的？2如何计算折射率为 n 的介质在空气（真空）中发生全反射时的临界角 C?迁移与应用 2如图所示，一根长为 L 的直光导纤维，它的折射率为 n。光从它的一个端面射入，又从另一端面射出所需的最长时间为多少？（设光在真空中的光速为 c）解答全反射问题的思路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
3、疏介 质。2若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。1n3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。当堂检测1下列说法正确的是（ ）A因为水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介质B因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质C同一束光，在光密介质中的传播速度较大D同一束光，在光密介质中的传播速度较小2关于全反射，下列叙述中正确的是（ ）A发生全反射时仍有折射光线，只是折射光线非常弱B光从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射现象C光从光密介质射向光疏介
4、质时，可能不发生全反射现象D光从光疏介质射向光密介质时，可能发生全反射现象3如图所示，光线由空气射入半圆形玻璃砖，或由玻璃砖射入空气的光路图中，正确的是（玻璃的折射率为 1.5） （ ）A图乙、丁 B图甲、丁C图乙、丙 D图甲、丙4如图为一直角棱镜的横截面，BAC90，ABC60。一平行细光束从 O 点沿垂直于 BC 面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率 n ，若不考虑入射光线在 BC 面2上的反射光，则有光线（ ）A从 AB 面射出B从 AC 面射出C从 BC 面射出，且与 BC 面斜交D从 BC 面射出，且与 BC 面垂直5在完全透明的水下某深处，放一点光源，在水面上可见到一个圆形透光平
5、面，如果透光圆面的半径正在匀速增大，如图所示，则光源正在（ ）A匀加速上升B匀加速下沉C匀速上升D匀速下沉答案：课堂合作探究【问题导学】活动与探究 1：1答案：折射率较小的介质称为光疏介质，折射率大小是相对的，例如水、水晶和金刚石三种物质相比较，水晶对水来说是光密介质，对金刚石来说是光疏介质。2答案：光密介质与介质密度大小没有必然联系，例如酒精对水来说，酒精是光密介质，但酒精的密度却小于水的密度。迁移与应用 1：答案：73解析：当光线在水面发生全反射时有 sin C ，当光线从左侧射入时，由折射定律有1nn，联立这两式，代入数据可得 sin 。sin sin (f(,2) C) 73活动与探究
6、 2：1答案：入射角增大时，反射光线和折射光线离法线越来越远，反射光越来越强，折射光越来越弱，直到折射光消失，反射光的强度就不再发生变化了。2答案：恰好发生全反射时，可认为在空气中的折射角为 90，依据光路可逆的道理，可列式子 n ，即 sin C 。可见，介质折射率越大，临界角越小。sin 90sin C 1n迁移与应用 2：答案：n2Lc解析：由题中的已知条件可知，要使光 线从光导纤维的一端射入，然后从它的另一端全部射出，必须使光线在光导纤维 中发生全反射现象。要使光线在光导纤维中经历的时间最长，就必须使光线的路径最长，即光 对光导纤维的入射角最小。光导纤维的临界角为Carcsin 。1n
7、光在光导纤维中传播的路程为 d nL。Lsin C光在光导纤维中传播的速度为 v 。cn所需最长时间为 tmax 。dv nLcn n2Lc【当堂检测】1BD 解析：因为水的折射率为 1.33，酒精的折射率 为 1.36，所以水 对酒精来说是光疏介质；由 v 可知，光在光密介 质中的速度较小。cn2C 解析： 发生全反射时折射光线的能量为零，折射光线消失，所以选项 A 错误；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，二者缺一不可，所以选项 B、D 错误。选项 C 正确。3A 解析：光线由空气进入玻璃砖中时，入射角大于折射角，由玻璃砖射入空气时，入射角小于折射角，由临
8、界角 计算公式得：C arcsin arcsin 4149，入射角 50大于临1n 11.5界角，将发生全反射。4BD 解析：由 n 知，sin C ，故临界角为 45，当光由 BC 面射入，到 AB21n 22界面上时，由几何关系知入射角 为 60，所以必 发生全反射，反射至 AC 界面时入射角为 30，所以光既从 AC 面出射，又反射，从 AC 面反射的光刚好垂直 BC 面出射。所以有光线从 AC面和 BC 面射出，且从 BC 面射出的光线与 BC 面垂直， 选项 B、D 正确。5D 解析：因为发生全反射，所以 圆形透光半径 rdtan C，因为 r 是匀速变大，所以d 也是匀速变大的，故光源是在匀速下沉，所以选项 D 正确。
