2019版高考物理总复习 选考部分 机械振动 机械波 光 电磁波 相对论简介 14-3-2 考点强化 全反射现象的理解和分析课件.ppt

全反射现象的理解和分析 01 02 03 04 课堂互动 1 解答全反射类问题的技巧 1 解答全反射类问题时 要抓住发生全反射的两个条件 光必须从光密介质射入光疏介质 入射角大于或等于临界角 2 利用好光路图中的临界光线 准确地判断出恰好发生全反射的光路图是解题的关键 且在作光路图时尽量与实际相符 2 求光的传播时间的一般思路 1 全反射现象中 光在同种均匀介质中的传播速度不发生变化 即v c n 2 全反射现象中 光的传播路程应结合光路图与几何关系进行确定 3 利用t l v求解光的传播时间 课堂互动 3 全反射的有关现象及应用 1 海水浪花呈白色 玻璃 水 中气泡看起来特别亮 沙漠蜃景 夏天柏油路面看起来 水淋淋 的 海市蜃楼 钻石的夺目光彩 水下灯照不到整个水面 全反射棱镜等 2 光导纤维 结构 简称光纤 是一种透明的玻璃纤维丝 直径在几微米到一百微米之间 由内芯和外套两层组成 内芯的折射率大于外套的折射率 即内芯是光密介质 外套是光疏介质 原理 光在光纤的内芯中传播 每次射到内 外层的界面上时 都要求入射角大于临界角 从而发生全反射 题组剖析 典例 2017 全国卷 34 2 如图 一半径为R的玻璃半球 O点是半球的球心 虚线OO 表示光轴 过球心O与半球底面垂直的直线 已知玻璃的折射率为1 5 现有一束平行光垂直入射到半球的底面上 有些光线能从球面射出 不考虑被半球的内表面反射后的光线 求 从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值 距光轴R 3的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离 转到解析 题组剖析 转回原题 题组剖析 1 多选 水下一点光源 发出a b两单色光 人在水面上方向下看 如图所示 水面中心 区域有a光 b光射出 区域只有a光射出 下列判断正确的是 A a b光从 区域某点倾斜射出时 a光的折射角小B 在真空中 a光的波长大于b光的波长C 水对a光的折射率大于对b光的折射率D 水下b光不能射到图中 区域E 水下a b光能射到图中 区域以外区域 解析根据题述 b光发生全反射的临界角较小 由sinC 1 n 可知水对b光的折射率较大 对a光的折射率较小 a b光从 区域某点倾斜射出时 a光折射角小 选项A正确 C错误 由折射率随光的频率的增大而增大可知 a光的频率较小 波长较长 选项B正确 水下b光能射到题图中 区域 由于在题图中 区域发生了全反射 区域只有a光射出 选项D错误 水下a b光能射到图中 区域以外区域 由于发生了全反射 不能射出水面 选项E正确 答案ABE 题组剖析 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上发生全反射B 内芯的折射率比外套的大 光传播时在外套与外界的界面上发生全反射C 波长越长的光在光纤中传播的速度越大D 频率越大的光在光纤中传播的速度越大E 若紫光以如图所示角度入射时 恰能在光纤中发生全反射 则改用红光以同样角度入射时 不能在光纤中发生全反射 解析当内芯的折射率比外套的大时 光传播时在内芯与外套的界面上才能发生全反射 故选项A正确 B错误 波长越长的光 频率越小 介质对它的折射率n越小 根据公式v c n 光在光纤中传播的速度越大 故选项C正确 D错误 根据sinC 1 n知 折射率越大 全反射临界角越小 红光的折射率小 则全反射临界角大 若紫光恰能发生全反射 则红光不能发生全反射 故选项E正确 答案ACE 2 多选 一光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维 它的结构如图所示 可看成一段直线 其内芯和外套的材料不同 光在内芯中传播 下列关于光导纤维的说法正确的是 题组剖析 转到解析 题组剖析 转回原题 规律总结 1 确定光是从光密介质进入光疏介质 2 应用sinC 1 n确定临界角 3 根据题设条件 判定光在传播时是否发生全反射 4 如发生全反射 画出入射角等于临界角时的临界光路图 5 运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析 判断 运算 解决问题 i r P 解决全反射问题的一般方法 备选训练 1 应用全反射原理求折射率 如图7 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 备选训练 2 应用全反射原理求极值 如图8 一透明半圆柱体折射率为n 2 半径为R 长为L 一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入 部分柱面有光线射出 求该部分柱面的面积S 备选训练 备选训练1 2013 课标 34 2 如图所示为一光导纤维 可简化为一长玻璃丝 的示意图 玻璃丝长为L 折射率为n AB代表端面 已知光在真空中的传播速度为c 为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面 求光线在端面AB上的入射角应满足的条件 求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间 1 为使光线可在玻璃丝中传播 角应大于或者等于临界角 审题析疑 2 光通过玻璃丝的时间等于光在玻璃丝中通过的路程除以光在玻璃丝中的光速 i 转到解析 备选训练 转回原题