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,高中物理选修3-4鲁科版,第2讲 光的全反射 光导纤维及其应用,目标定位 1.知道光疏介质、光密介质、全反射、临界角的概念.2.理解全反射的条件，能计算有关问题和解释相关现象.3.了解光导纤维的工作原理和光导纤维在生产、生活中的应用.4.知道全反射棱镜的原理,大于,折射,入射角,3光疏介质和光密介质 折射率较 的介质叫做光疏介质，折射率较 的介质叫做光密介质 4发生全反射的条件：光由 介质射入 介质，且入射角 临界角,小,大,光密,光疏,大于等于,想一想 当光从水中射入玻璃的交界面时，只要入射角足够大就会发生全反射，这种说法正确吗？为什么？ 答案 不正确要发生全反射必须光从光密介质射入光疏介质而水相对玻璃是光疏介质，所以不管入射角多大都不可能发生全反射,二、对全反射现象的解释 1全反射现象：海水的浪花呈白色、鱼缸中上升的气泡亮晶晶，在沙漠里看到的蜃景、炎热夏天的路面格外明亮光滑 2全反射棱镜 全反射棱镜的截面为 三角形它的反射性能比镀银的平面镜 ，精密的光学仪器用它代替镀银平面镜来反射光线,直角等腰,更好,三、光导纤维及其应用 1光导纤维的工作原理 (1)光导纤维：把石英玻璃拉成直经几微米到几十微米的细丝，然后再包上折射率比它 的材料，就制成了光导纤维，简称光纤 (2)传导原理：光纤一般由折射率较高的玻璃内芯和折射率较低的外层透明介质组成光在光导纤维内传播时，由光密介质(n1)入射到光疏介质(n2)，若入射角 ，光就会在光纤内不断发生全反射,小,iC,2光纤通信 光导纤维具有质地轻、弯曲自如、传光效率高、抗机械振动、耐腐蚀性好、能量损耗 、抗干扰能力 、保密性好等优点，光纤通信的容量比微波通信高103104倍.,小,强,一、对全反射的理解 1对光疏介质和光密介质的理解 (1)光疏介质和光密介质是相对而言的，并没有绝对的意义 (2)光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中传播速度小 (3)光若从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角；反之，光由光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角 (4)光疏和光密是从介质的光学特性来说的，并不是它的密度大小,【例1】 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,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 答案 C,答案 D,二、全反射的应用 1全反射棱镜 (1)特点： 当光垂直于它的一个界面射入后，都会在其内部发生全反射，与平面镜相比，它的反射率很高 反射面不必涂敷任何反光物质，反射时失真小,(2)全反射棱镜改变光路的两种常见情况如图421所示 图421,2光导纤维 (1)原理：内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯和外套的界面上发生全反射 (2)优点：容量大，衰减小，抗干扰性强等 (3)应用：光纤通讯，医学上的内窥镜等,【例2】 光导纤维的结构如图422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422,A内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射 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,解析 光导纤维的内芯折射率大于外套的折射率，光在由内芯射向外套时，在其界面处发生全反射，从而使光在内芯中传播，A对 答案 A,【例3】 (2014课标)一厚度为h的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r的圆形发光面在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求平板玻璃的折射率,解析 如图，从图形发光面边缘的A点发出的一条光线射到玻璃上表面A点恰好发生全反射，则由,
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