选修3-4第十三章第7节全反射导学案

选修3-4第十三章第7节全反射导学案
课前预习学案
一、预习目标
1、知道全反射现象
2、了解全反射现象在生产生活中的常见应用
二、预习内容
1、两种介质相比较，折射率___的介质叫做光疏介质，折射率___的介质叫做光密介质，光在光疏介质中的传播速度比在光密介质中的速度___，根据折射定律，光由光疏介质进入光密介质，折射角______入射角；光由光密介质进入光疏介质时，折射角___入射角。
2、光从光密介质射入光疏介质时，若入射角增大到某一角度，________光线就会消失，只剩下_______光线的现象叫全反射。刚好发生全反射，即折射角等于___时的______，用C表示，C与介质的相对折射率n的关系为______。发生全反射的两个条件：光从_____介质射入______介质，入射角______临界角。临界角与折射率的关系：光由介质射入空气或真空时，公式______；介质的折射率______，发生全反射的临界角就越小，越______发生全反射。
3、截面为_______三角形的棱镜为全反射棱镜，当光_____于它的_____一个界面射入后，都会在其内部发生______，与平面镜相比，它的______高，几乎达到100%，反射面不涂敷任何物质，反射时______小。光导纤维利用了_______原理，直径从几微米到一百微米之间，由______和______两层组成，内芯的折射率比外套的______，光传播时在内芯与外套的界面上发生_________。

课内探究学案
一、学习目标
1、理解光的全反射现象；
2、掌握临界角的概念和发生全反射的条件；
3、了解全反射现象的应用
学习重难点：全反射发生的条件和常见应用
二、学习过程
1、什么叫光密介质？什么叫光疏介质？

2、全反射有什么样的现象？举例说明

3、什么是临界角？发生全反射的条件是什么？

4、光导纤维利用了什么原理？有什么优点，主要应用有哪些？
三、反思总结
本节学习了全反射现象，当光从光密介质射入光疏介质时，如果入射角大于临界角，就会在界面上发生全反射现象。全反射现象在实际生活中很常见，也有很广泛的应用。比如全反射棱镜和光导纤维。
四、当堂检测
1.光线在空气与水的交界面处发生全反射的条件是（ )
A.光由空气射入水中，入射角足够大
B.光由空气射入水中，入射角足够小
C.光由水中射入空气，入射角足够大
D.光由水中射入空气，入射角足够小
答案：C
2.光在两种介质交界面上发生全反射时（ )
A.入射光线一定在光密介质中 B.入射角一定大于临界角
C.界面相当于一个镜面 D.仍有一部分光线进入另一种介质中
答案：ABC
3.一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°.下面四个光路图13-7-7中，正确的是（ )

图13-7-7
答案：A
4.关于全反射，下列所述中正确的是（ )
A.发生全反射时仍有折射光线，只是折射光线非常弱，因此可认为不存在折射光线，而只有反射光线
B.光从光密介质射向光疏介质时有可能不发生全反射现象
C.光从光密介质射向光疏介质时一定产生全反射现象
D.光从光疏介质射向光密介质时有可能发生全反射现象
答案：B
5、主截面为等边三角形的三棱镜，临界角为45°，光线从它的一面垂直
入射，在图所示的a，b，c三条出射光线中正确的是 （ ）
A．a B．b C．c D．都不正确
答案：C

课后练习与提高
1.(2006江苏高考)在医学上，光导纤维可以制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部．内窥镜有两组光导纤维，一组用来把光输送到人体内部，另一组用来进行观察．光在光导纤维中的传输利用了（ )
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.图13-7-8所示为半圆柱形玻璃砖的横截面，其折射率n= ，现有垂直于平面的平行光束射来，试求在半圆上有光线射出的范围是多大.

图13-7-8
思路解析：这束平行光垂直于平面部分射入玻璃砖，其传播方向不变，射至半圆面上时，一部分光线发生全反射不会射出，设其中一条光线刚好以临界角射向圆柱面，而发生全反射，这条光线外侧的光线射向圆柱面时，入射角均大于临界角，都将发生全反射.那么，有光线射出圆柱面的部分所对的圆心角为α=2C=90°(C=arcsin =45°)，两侧的45°角的范围内没有光线射出.
3.潜水员在水深为h的地方向水面观望时，发现整个天空及远处地面的景物均呈现在水面处的圆形区域内，已知水的临界角为θ,则所观察到的圆形半径为（ )
A.htanθ B.hsinθ C.h/tanθ D.h/sinθ
思路解析：如图所示，水面上景物发出的光线经水面折射后均在倾角为2θ的圆锥里，人的眼睛处在圆锥的顶点处，而最远处的景物进入眼睛的光线几乎是紧贴水面，其入射角接近90°，折射角为θ.因此，人看到的景物呈现在人眼上方以O点为圆心、r为半径的水面区域内.

由图可知 r=htanθ.

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