選修3-4第十三章第7節(jié)全反射導(dǎo)學(xué)案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標
1、知道全反射現(xiàn)象
2、了解全反射現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中的常見應(yīng)用
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
1、兩種介質(zhì)相比較，折射率___的介質(zhì)叫做光疏介質(zhì)，折射率___的介質(zhì)叫做光密介質(zhì)，光在光疏介質(zhì)中的傳播速度比在光密介質(zhì)中的速度___，根據(jù)折射定律，光由光疏介質(zhì)進入光密介質(zhì)，折射角______入射角；光由光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)時，折射角___入射角。
2、光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，若入射角增大到某一角度，________光線就會消失，只剩下_______光線的現(xiàn)象叫全反射。剛好發(fā)生全反射，即折射角等于___時的______，用C表示，C與介質(zhì)的相對折射率n的關(guān)系為______。發(fā)生全反射的兩個條件：光從_____介質(zhì)射入______介質(zhì)，入射角______臨界角。臨界角與折射率的關(guān)系：光由介質(zhì)射入空氣或真空時，公式______；介質(zhì)的折射率______，發(fā)生全反射的臨界角就越小，越______發(fā)生全反射。
3、截面為_______三角形的棱鏡為全反射棱鏡，當光_____于它的_____一個界面射入后，都會在其內(nèi)部發(fā)生______，與平面鏡相比，它的______高，幾乎達到100%，反射面不涂敷任何物質(zhì)，反射時______小。光導(dǎo)纖維利用了_______原理，直徑從幾微米到一百微米之間，由______和______兩層組成，內(nèi)芯的折射率比外套的______，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生_________。

課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標
1、理解光的全反射現(xiàn)象；
2、掌握臨界角的概念和發(fā)生全反射的條件；
3、了解全反射現(xiàn)象的應(yīng)用
學(xué)習(xí)重難點：全反射發(fā)生的條件和常見應(yīng)用
二、學(xué)習(xí)過程
1、什么叫光密介質(zhì)？什么叫光疏介質(zhì)？


2、全反射有什么樣的現(xiàn)象？舉例說明


3、什么是臨界角？發(fā)生全反射的條件是什么？


4、光導(dǎo)纖維利用了什么原理？有什么優(yōu)點，主要應(yīng)用有哪些？



三、反思總結(jié)
本節(jié)學(xué)習(xí)了全反射現(xiàn)象，當光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，如果入射角大于臨界角，就會在界面上發(fā)生全反射現(xiàn)象。全反射現(xiàn)象在實際生活中很常見，也有很廣泛的應(yīng)用。比如全反射棱鏡和光導(dǎo)纖維。
四、當堂檢測
1.光線在空氣與水的交界面處發(fā)生全反射的條件是（ )
A.光由空氣射入水中，入射角足夠大
B.光由空氣射入水中，入射角足夠小
C.光由水中射入空氣，入射角足夠大
D.光由水中射入空氣，入射角足夠小
答案：C
2.光在兩種介質(zhì)交界面上發(fā)生全反射時（ )
A.入射光線一定在光密介質(zhì)中 B.入射角一定大于臨界角
C.界面相當于一個鏡面 D.仍有一部分光線進入另一種介質(zhì)中
答案：ABC
3.一束光線從折射率為1.5的玻璃內(nèi)射向空氣，在界面上的入射角為45°.下面四個光路圖13-7-7中，正確的是（ )

圖13-7-7
答案：A
4.關(guān)于全反射，下列所述中正確的是（ )
A.發(fā)生全反射時仍有折射光線，只是折射光線非常弱，因此可認為不存在折射光線，而只有反射光線
B.光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時有可能不發(fā)生全反射現(xiàn)象
C.光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時一定產(chǎn)生全反射現(xiàn)象
D.光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時有可能發(fā)生全反射現(xiàn)象
答案：B
5、主截面為等邊三角形的三棱鏡，臨界角為45°，光線從它的一面垂直
入射，在圖所示的a，b，c三條出射光線中正確的是 （ ）
A．a(chǎn) B．b C．c D．都不正確
答案：C

課后練習(xí)與提高
1.(2006江蘇高考)在醫(yī)學(xué)上，光導(dǎo)纖維可以制成內(nèi)窺鏡，用來檢查人體胃、腸、氣管等器官的內(nèi)部．內(nèi)窺鏡有兩組光導(dǎo)纖維，一組用來把光輸送到人體內(nèi)部，另一組用來進行觀察．光在光導(dǎo)纖維中的傳輸利用了（ )
A．光的折射 B．光的衍射
C．光的干涉 D．光的全反射
答案：D
2.圖13-7-8所示為半圓柱形玻璃磚的橫截面，其折射率n= ，現(xiàn)有垂直于平面的平行光束射來，試求在半圓上有光線射出的范圍是多大.

圖13-7-8
思路解析：這束平行光垂直于平面部分射入玻璃磚，其傳播方向不變，射至半圓面上時，一部分光線發(fā)生全反射不會射出，設(shè)其中一條光線剛好以臨界角射向圓柱面，而發(fā)生全反射，這條光線外側(cè)的光線射向圓柱面時，入射角均大于臨界角，都將發(fā)生全反射.那么，有光線射出圓柱面的部分所對的圓心角為α=2C=90°(C=arcsin =45°)，兩側(cè)的45°角的范圍內(nèi)沒有光線射出.
3.潛水員在水深為h的地方向水面觀望時，發(fā)現(xiàn)整個天空及遠處地面的景物均呈現(xiàn)在水面處的圓形區(qū)域內(nèi)，已知水的臨界角為θ,則所觀察到的圓形半徑為（ )
A.htanθ B.hsinθ C.h/tanθ D.h/sinθ
思路解析：如圖所示，水面上景物發(fā)出的光線經(jīng)水面折射后均在傾角為2θ的圓錐里，人的眼睛處在圓錐的頂點處，而最遠處的景物進入眼睛的光線幾乎是緊貼水面，其入射角接近90°，折射角為θ.因此，人看到的景物呈現(xiàn)在人眼上方以O(shè)點為圓心、r為半徑的水面區(qū)域內(nèi).

由圖可知 r=htanθ.

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