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1、優(yōu)化方案物理：13.2 全反射 課件（人教版選修3-4）,第二節(jié)全反射,課前自主學(xué)案,核心要點(diǎn)突破,課堂互動(dòng)講練,課標(biāo)定位,知能優(yōu)化訓(xùn)練,第二節(jié)全反射,課標(biāo)定位 學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道光疏介質(zhì)、光密介質(zhì)、全反射、臨界角的概念 2能判斷是否發(fā)生全反射，能計(jì)算有關(guān)問(wèn)題并能解釋全反射現(xiàn)象 重點(diǎn)難點(diǎn)：1.解釋全反射現(xiàn)象，發(fā)生全反射時(shí)臨界角的計(jì)算 2能判斷是否發(fā)生全反射，并能進(jìn)行相關(guān)計(jì)算,課前自主學(xué)案,一、全反射 1光疏介質(zhì)和光密介質(zhì) 兩種介質(zhì)相比較，折射率小的介質(zhì)叫_介質(zhì),折射率大的介質(zhì)叫_介質(zhì) 說(shuō)明：光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對(duì)的,光疏,光密,光密,入射,90,光疏,(3)發(fā)生全反射的條件 光線從_介質(zhì)射入

2、_介質(zhì) 入射角_臨界角 二、全反射棱鏡 橫截面是_的棱鏡叫全反射棱鏡，全反射棱鏡是一種特殊的棱鏡，在光學(xué)儀器中用來(lái)改變光的方向,光密,光疏,大于或等于,等腰直角三角形,三、光導(dǎo)纖維 1光導(dǎo)纖維是非常細(xì)的特制玻璃絲，直徑只有幾微米到一百微米之間，光導(dǎo)纖維對(duì)光有傳導(dǎo)作用，是利用了光的_原理，光傳播時(shí)在內(nèi)芯和外套的界面上發(fā)生_ 2光纖通信的主要優(yōu)點(diǎn)是容量大、衰減小、抗干擾性強(qiáng),全反射,全反射,核心要點(diǎn)突破,一、對(duì)全反射的理解 1從能量角度看，光在兩種介質(zhì)分界面上發(fā)生反射和折射時(shí)，若不計(jì)介質(zhì)的吸收，入射光能量會(huì)分配成反射和折射兩部分，其中反射光能量隨著入射角的增大而增強(qiáng)，折射光能量則隨著入射角的增大而

3、減弱當(dāng)發(fā)生全反射時(shí)，折射光能量等于零，入射光能量完全轉(zhuǎn)化為反射光的能量因此，當(dāng)入射角越小時(shí)折射光越強(qiáng)，而反射光越弱這正是我們看水底處物體時(shí)感到垂直下視時(shí)看得最清楚，而斜視時(shí)感到有些模糊的原因,即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀) 1(2011年南昌高二檢測(cè))全反射是自然界里常見(jiàn)的現(xiàn)象，下列與全反射相關(guān)的說(shuō)法正確的是() A光只有從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)才能發(fā)生全反射 B如果條件允許，光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)也可能發(fā)生全反射,C發(fā)生全反射時(shí)，折射光線完全消失，反射光的能量幾乎等于入射光的能量 D只有在入射角等于臨界角時(shí)才能發(fā)生全反射 答案：AC,二、全反射特例分析 1“海市蜃樓” 由于空中大氣的折射

4、和全反射，會(huì)在空中出現(xiàn)“海市蜃樓”在海面平靜的日子，站在海濱，有時(shí)可以看到遠(yuǎn)處的空中出現(xiàn)了高樓聳立、街道棋布、山巒重疊等景象,(1)氣候條件：當(dāng)大氣比較平靜且海面與上層空氣溫差較大時(shí)，空氣的密度隨溫度的升高而減小，對(duì)光的折射率也隨之減小因海面上的空氣濕度比空中低，空氣的下層比上層折射率大我們可以粗略地把空中的大氣分成許多水平的空氣層，如圖1321所示 圖1321,(2)光路分析：遠(yuǎn)處的景物反射的光線射向空中時(shí)，不斷被折射，射向折射率較小的上一層的入射角越來(lái)越大，當(dāng)光線的入射角大到等于臨界角時(shí)，就會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，光線就會(huì)從高空的空氣層通過(guò)空氣的折射逐漸返回折射率較大的下一層,(3)虛像的形成：

5、當(dāng)光線進(jìn)入人的眼睛時(shí)，人總認(rèn)為光是從反向延長(zhǎng)線方向發(fā)射而來(lái)的，所以地面附近的觀察者就可以觀察到虛像且虛像成像在遠(yuǎn)處的半空中，這就是海市蜃樓的影像如圖1322所示 圖1322,2“沙漠蜃景” (1)氣候條件：夏天在沙漠里也會(huì)看到蜃景，太陽(yáng)照到沙地上，接近沙面的熱空氣層比上層空氣的密度小，折射率也小 (2)光路分析：從遠(yuǎn)處物體射向地面的光線，進(jìn)入折射率小的熱空氣層時(shí)被折射，入射角逐漸增大，也可能發(fā)生全反射,(3)虛像的形成：人們逆著反射光線看去，就會(huì)看到遠(yuǎn)處物體的倒影(圖1323)，仿佛是從水面反射出來(lái)的一樣沙漠里的行人常被這種影像所迷惑，以為前方有水源而奔向前去，但總是可望而不可及 圖1323,

6、特別提醒：(1)“沙漠蜃景”和“海市蜃樓”雖然都是由空中大氣對(duì)光線的折射和全反射形成的，但因空氣折射率大小分布有所不同，使得光線偏折情況有所不同(2)“沙漠蜃景”是倒立的虛像，而“海市蜃樓”是正立的虛像,即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀) 2下列現(xiàn)象中是由于全反射造成的是() A露珠在陽(yáng)光下格外明亮 B直棒插入水中時(shí)，呈現(xiàn)彎折現(xiàn)象 C海市蜃樓 D在炎熱夏天的柏油馬路上，遠(yuǎn)處的路面顯得格外明亮,解析：選ACD.露珠不是球形的，光線射入后在另一面發(fā)生了全反射，A對(duì)直棒斜插入水中時(shí)，呈現(xiàn)彎折現(xiàn)象屬于光的折射，所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤海市蜃樓屬于全反射現(xiàn)象，所以選項(xiàng)C正確D項(xiàng)中的情況與沙漠蜃景類似，故D正確,課

7、堂互動(dòng)講練,如圖1324所示，一束光由空氣射到透明介質(zhì)的A點(diǎn)，入射角為i，則() 圖1324,A當(dāng)i 足夠大時(shí)，在A點(diǎn)將發(fā)生全反射 B當(dāng)i足夠大時(shí)，光從球內(nèi)向外射出時(shí)將發(fā)生全反射 C無(wú)論i多大，在A點(diǎn)都不會(huì)發(fā)生全反射 D無(wú)論i多大，光從球內(nèi)向外射出時(shí)，都不會(huì)發(fā)生全反射,【精講精析】光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)才可能發(fā)生全反射，因此光在A點(diǎn)由空氣進(jìn)入介質(zhì)球時(shí)，肯定不能發(fā)生全反射；光從介質(zhì)球向外射出的入射角i是隨著i的增大而增大的，且i的增大只是逐漸接近臨界角，不可能大于臨界角. 原因如下：在圖1325中，對(duì)于球上任意一點(diǎn)，球面法線一定過(guò) 圖1325,【答案】CD,【題后反思】不少同學(xué)誤認(rèn)為，只要入

8、射角足夠大，就能發(fā)生全反射由于受折射定律的限制，折射角r總是小于臨界角C，即在D處不會(huì)發(fā)生全反射,變式訓(xùn)練1如圖1326所示，ABCD是兩面平行的透明玻璃磚，AB面和CD面平行，它們分別是玻璃和空氣的界面，設(shè)為界面和界面，光線從界面射入玻璃磚，再?gòu)慕缑嫔涑觯氐娇諝庵?，如果改變光到達(dá)界面時(shí)的入射角，則() 圖1326,A只要入射角足夠大，光線在界面上可能發(fā)生全反射現(xiàn)象 B只要入射角足夠大，光線在界面上可能發(fā)生全反射現(xiàn)象 C不管入射角多大，光線在界面上都不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象 D不管入射角多大，光線在界面上都不可能發(fā)生全反射現(xiàn)象,解析：選CD.在界面光由空氣進(jìn)入玻璃磚，是由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，不

9、管入射角多大，都不能發(fā)生全反射現(xiàn)象，則選項(xiàng)C正確 在界面光由玻璃進(jìn)入空氣，是由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，但是，由于界面和界面平行，光由界面進(jìn)入玻璃后再達(dá)到界面，在界面上的入射角等于在界面上的折射角，因此入射角總是小于臨界角，因此也不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，選項(xiàng)D也正確,在厚度為d、折射率為n的大玻璃板下表面，有一個(gè)半徑為r的圓形發(fā)光面，為了從玻璃板的上方看不見(jiàn)這個(gè)圓形發(fā)光面，可在玻璃板的上表面貼一塊圓形紙片，問(wèn)所貼紙片的最小半徑應(yīng)為多大？ 圖1327,【方法總結(jié)】(1)有關(guān)范圍(視場(chǎng))的問(wèn)題要善于尋找邊界光線，直接利用邊界光線分析即可，完全沒(méi)有必要研究普通光線 (2)在確定了邊界光線后，要準(zhǔn)確利用光的反射或折射定律進(jìn)行判斷或計(jì)算,【答案】見(jiàn)自主解答,【方法總結(jié)】求解這一類問(wèn)題時(shí)必須畫(huà)出正確的光路圖，并且特別注意光從光密介質(zhì)向光疏介質(zhì)入射時(shí)，會(huì)不會(huì)存在全反射現(xiàn)象，以免出錯(cuò),答案：見(jiàn)解析,