1、第 3 节 光的全反射1光从光密介质射入光疏介质时，若入射角增大到某一角度，_光线就会完全消失，只剩下_光线的现象叫全反射，这时的_叫做临界角2要发生全发射，必须同时具备两个条件：(1)光从_ 介质射入_介质，(2)入射角_临界角3光从介质射入空气(真空)时，发生全反射的临界角 C 与介质的折射率 n 的关系是_4在实际应用中的光纤是一根极细的玻璃丝，直径约几微米到 100 m 不等，由两种_不同的玻璃制成，分内外两层，内层玻璃的折射率比外层玻璃的折射率_当光从一端进入光纤时，将会在两层玻璃的界面上发生_5在水底的潜水员看来，水面上方的所有景物只出现在顶角为 97的倒立圆锥里，这是因为( )A
2、水面上远处的景物反射的阳光都因为全反射而不能进入水中B水面上远处的景物反射的阳光折射进入水中，其折射角不可能大于 48.5C水面上方倒立圆锥之外的景物反射的阳光都因为全反射的原因不可能进入水中D水面上方倒立圆锥之外的景物反射的阳光都因为折射的原因不可能进入潜水员的眼中6全反射是自然界里常见的现象，下列与全反射相关的说法正确的是( )A光只有从光密介质射向光疏介质时才能发生全反射B如果条件允许，光从光疏介质射向光密介质时也可能发生全反射C发生全反射时，折射光线完全消失，反射光的能量几乎等于入射光的能量D只有在入射角等于临界角时才能发生全反射7一束光线从折射率为 1.5 的玻璃内射向空气，在界面上
3、的入射角为 45，下图所示的四个光路图中，正确的是( )概念规律练知识点一 发生全反射的条件1关于全反射，下列说法中正确的是( )A发生全反射时，仍有折射光线，只是折射光线非常弱，因此可以认为不存在折射光线而只有反射光线B光线从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射C光线从光疏介质射向光密介质时，不可能发生全反射D水或玻璃中的气泡看起来特别亮，就是因为光从水或玻璃射向气泡时，在界面发生了全反射2如图 1 所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度相同的光线，均由空气射入玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置下列说法正确的是( )图 1A假若三条光线中有一条在 O 点发生了全反射，那一定是 aO
4、光线B假若光线 bO 能发生全反射，那么光线 cO 一定能发生全反射C假若光线 bO 能发生全反射，那么光线 aO 一定能发生全反射D假若光线 aO 恰能发生全反射，则光线 bO 的反射光线比光线 cO 的反射光线的亮度大知识点二 全反射的临界角3光在某种介质中传播的速度为 1.5108 m/s，光从此介质射向空气并发生全反射时的临界角是( )A15 B30 C45 D604已知介质对某单色光的临界角为 C，则( )A该介质对单色光的折射率等于1sin CB此单色光在该介质中的传播速度等于 csin C(c 是光在真空中的传播速度)C此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的 sin C 倍
5、D此单色光在该介质中的频率是在真空中的 倍1sin C知识点三 光导纤维5光导纤维的结构如图 2 所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播以下关于光导纤维的说法正确的是( )图 2A内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射B内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射D内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用6. 如图 3 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？(设光在真空中的速度为 c)图 3方法技
6、巧练应用全反射规律解决实际问题的方法7有一折射率为 n 的长方体玻璃砖 ABCD，其周围是空气，如图 4 所示，当入射光线从它的 AB 面以入射角 射入时图 4(1)要使光线在 BC 面发生全反射，证明入射角应满足的条件是 sin .(BC 面足n2 1够长) ；(2)如果对于任意入射角的光线都能产生全反射，则玻璃砖的折射率应取何值？8如图 5 所示是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片，相机的镜头竖直向上照片中，水立方运动馆的景象呈现在半径 r11 cm 的圆形范围内，水面上的运动员手到脚的长度 l10 cm.若已知水的折射率为 n ，请根据运动员的实际身高估算43该游泳池的
7、水深 h.(结果保留两位有效数字 )图 51已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为 1.33、1.55、1.60 和 1.63，如果光按下面几种方式传播，可能发生全反射的是( )A从水晶射入玻璃 B从水射入二硫化碳C从玻璃射入水中 D从水射入水晶2如图 6 所示，ABCD 是平面平行的透明玻璃砖，AB 面和 CD 面平行，它们分别是玻璃和空气的界面，设为界面和界面，光线从界面射入玻璃砖，再从界面射出，回到空气中，如果改变光到达界面时的入射角，则( )图 6A只要入射角足够大，光线在界面 上可能发生全放射现象B只要入射角足够大，光线在界面上可能发生全反射现象C不管入射角多大，光线在界面上都不
8、可能发生全反射现象D不管入射角多大，光线在界面 上都不可能发生全反射现象3某一束单色光在水中的传播速度是真空中的 3/4，则( )A水的折射率为 3/4B水的折射率为 4/3C从水中射向水面的光线，一定可以进入空气中D这束光在水中传播时的频率为真空中的 3/44在完全透明的水下某处，放一点光源，在水面上可见到一个圆形透光平面，若透光圆面的半径匀速增大，则光源正( )A加速上升 B加速下沉C匀速上升 D匀速下沉5如图 7 所示，一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象，下列说法正确的是( )图 7A红光的偏折最大，紫光的偏折最小B红光的偏折最小，紫光的偏折最大C玻璃对红光的折射率比紫光大D玻璃中紫光的传
9、播速度比红光大6. 如图 8 所示，一个三棱镜的截面为等腰直角ABC ，A 为直角此截面所在平面内的光线沿平行于 BC 边的方向射到 AB 边，进入棱镜后直接射到 AC 边上，并刚好能发生全反射该棱镜材料的折射率为( )图 8A. B. C. D.62 2 32 37如图 8 所示，在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴(图中虚线 )与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形有一半径为 r 的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合已知玻璃的折射率为 1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为( )图 8Ar B1.5rC2r D2.5r8如图 9 所示，光线
10、从空气垂直射入棱镜界面 BC 上，棱镜图 9的折射率 n ，这条光线离开棱镜时与界面的夹角为( )2A30 B45C60 D909空气中两条光线 a 和 b 从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图 10 所示方框内有两个折射率 n1.5 的玻璃全反射棱镜下图给出了两棱镜四种放置方式的示意图其中能产生如图所示效果的是( )图 1010.如图 11 所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由 MN 端面的中点垂直射入，恰好能在弧面 EF 上发生全反射，然后垂直 PQ端面射出图 11(1)求该玻璃棒的折射率(2)若将入射光向 N 端平移，当第一次
11、射到弧面 EF 上时_(填“能” “不能”或“无法确定能否”)发生全反射11一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图 12 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 43 的值图 1212.在厚度为 d、折射率为 n 的大玻璃板的下表面，有一个半径为 r 的圆形发光面为了从玻璃板的上方看不见圆形发光面，可在玻璃板的上表面贴一块圆形纸片，所贴纸片的最小半径为多大？13如图 13 所示的圆柱形容器中盛满折射率 n2 的某种透明液体，容器底部安装一块平面镜，容器直径 L2H，在圆心正上方 h 高度处有一点光源 S，要使 S 发出
12、光从液体上方观察照亮整个液体表面，h 应该满足什么条件图 13第 3 节 光的全反射答案课前预习练1折射 反射 入射角2光密 光疏 大于或等于3sin C1n4折射率 大 全反射5B 水面上方的所有景物出 现在顶角为 97的倒立圆锥里，这是由于水的临界角为48.5，光由空中射入水中时，最大折射角 为 48.5，不能 发 生全反射；当光由水中射向空中时有可能发生全反射现象，故 B 正确，A 、C、D 错6AC7A 因为 sin C ，则 sin Ch ( 1)H3解析 设点光源 S 通过平面镜所成像为 S，如 图，反射光线能照亮全部液面，入射角 C，C 为全反射 临界角sin C1/n1/2 C30tan (L/2)/(Hh)tan C解得 h( 1)H3则 Hh ( 1)H3
