1.光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)對(duì)于兩種介質(zhì)來說,光在其中傳播速度較小的介質(zhì),即折射率較大的介質(zhì)叫作光密介質(zhì);而光

在其中傳播速度較大的介質(zhì),即折射率較小的介質(zhì)叫作光疏介質(zhì)。2.全反射現(xiàn)象光從光密介質(zhì)射到光疏介質(zhì)的界面時(shí),全部被反射回原介質(zhì)中傳播的現(xiàn)象叫作全反射。知識(shí)點(diǎn)1

光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)必備知識(shí)清單破3

光的全反射1.臨界角(1)定義:光從某種介質(zhì)射向真空或空氣、折射角為90°時(shí)的入射角稱為這種介質(zhì)的臨界角。

用字母C表示。(2)表達(dá)式:sinC=

。2.發(fā)生全反射的條件(1)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì);(2)入射角大于或等于臨界角。兩者缺一不可。知識(shí)點(diǎn)2發(fā)生全反射的條件1.構(gòu)造:光導(dǎo)纖維是極細(xì)的特制玻璃絲,由內(nèi)芯和外套兩種折射率不同的玻璃制成。光傳播時(shí)

在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射。2.光纖通信(1)定義:把載有聲音、圖像和各種數(shù)字信號(hào)的激光從光纖的一端輸入,沿著光纖傳到另一

端。(2)主要優(yōu)點(diǎn):容量大、衰減小、抗干擾能力強(qiáng)、傳輸質(zhì)量高、經(jīng)濟(jì)效益高等。知識(shí)點(diǎn)3全反射的應(yīng)用——光導(dǎo)纖維知識(shí)辨析1.水的密度大于酒精的密度,水是光密介質(zhì)嗎?2.只要入射角足夠大,就一定能發(fā)生全反射嗎?3.同一束光,在光密介質(zhì)中的傳播速度一定較小嗎?4.為什么水中或玻璃中的氣泡看起來特別明亮?一語破的1.不是。介質(zhì)是光密介質(zhì)還是光疏介質(zhì)與密度無關(guān)。2.不一定。只有光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì),且入射角等于或大于臨界角時(shí),才能發(fā)生全反

射。3.是的。由v=

可知,同一束光在光密介質(zhì)中的傳播速度較小,而在光疏介質(zhì)中的傳播速度較大。4.水或玻璃中的氣泡內(nèi)是空氣,光經(jīng)過水或玻璃射向氣泡時(shí),一部分光會(huì)在氣泡表面發(fā)生全反

射,有更多的光反射到人眼中,因此人眼感覺氣泡特別明亮。1.當(dāng)光由光密介質(zhì)射至光疏介質(zhì)的界面時(shí),如果入射角大于或等于臨界角,光會(huì)全部返回原介

質(zhì),發(fā)生全反射。入射光與反射光遵循光的反射定律。2.由sinC=

可知,折射率越大,發(fā)生全反射的臨界角越小,可知越容易發(fā)生全反射。如在同一介質(zhì)中,紅光發(fā)生全反射的臨界角大于紫光發(fā)生全反射的臨界角。3.不會(huì)發(fā)生全反射的兩種情況(1)平行介質(zhì):光從一個(gè)界面射入,然后從另一個(gè)平行界面射出時(shí),雖然是由光密介質(zhì)射向光疏

介質(zhì),但是由于兩界面平行,能折射進(jìn)介質(zhì)的光線的折射角小于臨界角,而該折射角和光在另

一個(gè)界面的入射角相等(圖中θ3=θ2),所以一定不會(huì)發(fā)生全反射(圖中θ4=θ1)。關(guān)鍵能力定點(diǎn)破定點(diǎn)1對(duì)光的全反射的理解

(2)球形介質(zhì):光線射入球形界面,折射角一定小于介質(zhì)的臨界角,而該折射角與光在下一個(gè)界

面的入射角相等,所以光從該介質(zhì)射向空氣時(shí)一定不會(huì)發(fā)生全反射。

4.全反射現(xiàn)象中的能量分配關(guān)系(1)折射角隨入射角的增大而增大,折射角增大的同時(shí),折射光的強(qiáng)度減弱,即折射光的能量減

小,亮度減弱,而反射光的強(qiáng)度增強(qiáng),能量增大,亮度增強(qiáng)。(2)當(dāng)入射角增大到某一角度(即臨界角)時(shí),折射光能量減到零,入射光的能量全部反射回去,

這就是全反射現(xiàn)象。典例如圖所示是一個(gè)透明圓柱體的橫截面,一束單色光平行于水平直徑AB射向圓柱體【1】,

光線經(jīng)過折射后恰能射到B點(diǎn)【2】。已知入射光線到直徑AB的距離為

R【3】,R是圓柱體的半

徑。已知光在真空中的傳播速度為c,則

(

)A.該透明圓柱體介質(zhì)的折射率為

B.該單色光從C點(diǎn)傳播到B點(diǎn)的時(shí)間為3

C.折射光線過B點(diǎn)時(shí)可能發(fā)生全反射典例D.改變?nèi)肷涔饩€到直徑AB的距離,折射光線仍然能夠射到B點(diǎn)B信息提取

【1】、【2】畫出光路圖如圖,在圓柱體內(nèi)B點(diǎn),入射角為θ2,發(fā)生反射時(shí),反射光

線與入射光線CB關(guān)于直徑AB對(duì)稱。

【3】cosθ1=

=

,可得θ1=30°。思路點(diǎn)撥

(1)依題意畫出光路圖,明確幾何關(guān)系。(2)利用三角函數(shù)知識(shí)計(jì)算C點(diǎn)處的折射角和入射角。(3)運(yùn)用折射定律【4】求折射率,判斷全反射是否發(fā)生。解析

由光路圖結(jié)合幾何知識(shí)得cosθ1=

=

,可得θ1=30°,故i=r+θ2=90°-θ1=60°,由于r=θ2,可得r=θ2=30°(由【1】、【2】和【3】得到),該透明圓柱體介質(zhì)的折射率n=

=

(由【4】得到),A錯(cuò)誤;該單色光從C傳到B的時(shí)間t=

=

=

,故B正確;光線折射到B點(diǎn)不可能發(fā)生全反射,因?yàn)樵贐點(diǎn)的入射角為θ2=30°,光發(fā)生全反射的臨界角C滿足sinC=

=

,可知θ2<C,故C錯(cuò)誤;改變?nèi)肷涔饩€到直徑AB的距離,入射角改變,折射角也改變,i≠2r,折射光線

不能射到B點(diǎn),D錯(cuò)誤。1.光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維由內(nèi)芯和外套兩層組成,內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率,光由一端進(jìn)入,在內(nèi)芯和

外套的界面上經(jīng)多次全反射,從另一端射出,如圖所示。利用光導(dǎo)纖維可以進(jìn)行光纖通信,這

一技術(shù)已被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代通信和網(wǎng)絡(luò)中。定點(diǎn)2全反射在科技、生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用2.全反射棱鏡截面是等腰直角三角形的玻璃棱鏡是全反射棱鏡。它在光學(xué)儀器中常用來代替平面鏡,改變光的傳播方向或使光路側(cè)移,如圖。甲乙丙生活中的自行車尾燈就應(yīng)用了全反射棱鏡。典例光纖信號(hào)傳輸利用了光的全反射原理,下面是某種單色光在某種介質(zhì)中的傳播路徑,

經(jīng)過多次全反射后從右端射出【1】。若該介質(zhì)的折射率為

【2】,則關(guān)于α、β的大小,下列判

斷正確的是

(

)典例CA.α<60°

B.α<30°

C.β>30°

D.β<30°信息提取

提取的信息如圖。思路點(diǎn)撥

根據(jù)sinC=

,得出發(fā)生全反射的臨界角,根據(jù)發(fā)生全反射的條件【3】,得出α和β的取值