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选修1 第四章 光
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全反射
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使用次数:193
更新时间:2021-07-17
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1.

简述光的全反射现象及临界角的定义,并导出折射率为的玻璃对真空的临界角公式。

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题型:计算题
知识点:全反射
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【答案】

解:光线从光密介质射向光疏介质时,折射角大于入射角.若入射角增大到某一角度C,使折射角达到,折射光就消失.入射角大于C时只有反射光.这种现象称为全反射.相应的入射角C叫做临界角.

光线由折射率为的玻璃到真空,折射定律为:         

其中分别为入射角和折射角.当入射角等于临界角C时,折射角等于,代入①式得

                               

=
考点梳理:
根据可圈可点权威老师分析,试题“ ”主要考查你对 全反射,临界角 等考点的理解。关于这些考点的“资料梳理”如下:
◎ 全反射,临界角的定义

光密介质与光疏介质:

1.定义:两种介质相比较,折射率较大的介质叫做光密介质,折射率较小的介质叫做光疏介质
2.特点:
(1)光由光疏介质射人光密介质时,折射角小于入射角;光由光密介质射入光疏介质时,折射角大于入射角。
(2)光在光疏介质中的传播速度大于在光密介质中的传播速度。
(3)光密介质与光疏介质是相对而言的。单独一种介质无法确定它是光密介质还是光疏介质

全反射:

1.定义:光从光密介质射人光疏介质时,折射角大于入射角,当入射角增大到某一角度时,折射角达到90,折射光完全消失,只剩下反射光,这种现象叫做全反射
2.临界角:
①定义:折射角为90时的入射角叫做全反射的临界角。
②公式:光由折射率为n的介质射入空气 (真空)时,
3.条件:
①光由光密介质射向光疏介质
②入射角等于或大于临界角

◎ 全反射,临界角的知识扩展
1、全反射现象:光从光密介质射入光疏介质,或光从介质射入真空(或空气)时,当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光线完全消失,只剩下反射光线,这种现象叫做全反射。
2、全反射的条件:
①光从光密介质射入光疏介质,或光从介质射入真空(或空气);
②入射角大于或等于临界角。
3、临界角:折射角等于90°时的入射角叫临界角,用C表示sinC=1/n。
◎ 全反射,临界角的知识点拨

全反射的计算方法:

光从一种介质射入另一种介质时一般都要同时发生反射与折射现象,如图所示。当光线从光密介质射向光疏介质时,折射角大于入射角。这样就有可能在入射角还没有增大到90以前,折射角就已经达到90,以光从水射人空气为例,当入射角增大到某一数值C 时,折射光线恰好掠过水面,和界面平行,折射角等于90,再继续增大入射角,光线全部反射回水中,不再有折射光线进入空气中,于是形成光的全反射现象。

当折射角为90时的入射角C叫做临界角,可见发生全反射的条件是:
①光线从光密介质射入光疏介质。 
②入射角≥临界角(C),对于临界角有:。 
分析光的全反射、临界角问题的一般思路:
(1)画出恰好发生全反射的光路。
(2)利用几何知识分析边、角关系,找出临界角。
(3)以刚好发生全反射的光线为比较对象来判断光线是否发生全反射,从而画出其他光线的光路图。

◎ 全反射,临界角的知识拓展

物质的密度与光密介质、光疏介质:

光密介质和光疏介质是相对的,是根据介质对同种频率的光的折射率大小来划分的。折射率较小的称为光疏介质,折射率较大的称为光密介质。显然对同一介质来说,当与其对比的介质不同时,它可能属于光密介质,也可能属于光疏介质,如水相对于空气是光密介质,但相对于玻璃就属于光疏介质了,对于某种介质,没有与之相对比的其他介质时,谈论它是光密介质还是光疏介质是无意义的。而物质的密度与介质的折射率之间没有直接的联系,密度大的介质折射率不一定大,如酒精的密度小于水的密度,但酒精的折射率大于水的折射率。但对于同种物质来说,当其密度变大时,通常折射率也变大。如空气,在海边、靠近海平面的空气温度低,密度大,折射率也大,常引起“海市蜃楼”现象;在沙漠,靠近地面的空气温度高,密度小,折射率也小,这正是引起“沙漠蜃景”的原因。

◎ 全反射,临界角的教学目标
1、知道什么是光疏介质,光密介质;
2、理解光的全反射;
3、理解临界角的概念,能判断能否发生全反射,并能进行相关计算。
◎ 全反射,临界角的考试要求
能力要求:掌握
课时要求:15
考试频率:常考
分值比重:3

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