1、第四章第四章 光光第二节 全反射第二节|全反射核心素养点击物理观念知道什么是光疏介质，什么是光密介质，理解光的全反射；理解临界角的概念，知道全反射现象的发生过程，掌握利用全反射概念作光路图的要求和方法科学思维通过对临界角的理解，掌握定性画出光从光疏介质进入光密介质或从光密介质进入光疏介质时的光路图科学探究通过探究全反射现象结合生活实际科学态度与责任通过观察全反射现象的实验，培养学生学习物理的兴趣，以及科学探究精神和研究问题的态度思维导图新课引入新知初感悟 回顾上节课的内容，完成以下两幅光路图 注意是否遗漏了反射光线。 将两种介质换成酒精和水，完成光路图对于折射率不同的两种介质，我们把折射率较小
2、的介质称为光疏介质，折射率较大的介质称为光密介质。完成了上述的四个光路图，思考一下光密介质和光疏介质分别是哪个？体会一下介质是光密介质还是光疏介质其实是相对的。理解光密介质和光疏介质的概念 对于两种介质来说，光在其中传播速度较小的介质，即绝对折射率较大的介质，叫光密介质；而光在其中传播速度较大的介质，即绝对折射率较小的介质叫光疏介质；光疏介质和光密介质是相对的。例如：水、空气和玻璃三种物质相比较，水对空气来说是光密介质，而水对玻璃来说是光疏介质。【思考】在折射角大于入射角的情况下，例如光从水射入空气中，如果当入射角慢慢增大时，折射角会先增大到90，如果此时我们再增大入射角，会怎么样呢？光线如果
3、折射到水中，是否会出现如图所示的结论？【演示实验】半圆形玻璃砖可以绕其中心O在竖直面内转动，如图所示，入射光方向不变始终正对O点入射，转动半圆玻璃砖，观察玻璃砖中的光路。【思考】 画出以上三个光线的光路图，发现在曲面上的法线有什么性质？ 如果是曲面（半圆玻璃砖），法线和界面垂直；如果是曲面，应和该处曲面的切面垂直。 完成光路图，观察实验现象。 转动玻璃砖，光线在界面处的入射角逐渐增加，入射角增大，反射角和折射角都增大，反射光越来越亮，折射光越来越暗；继续转动玻璃砖，学生看到当折射角趋于90时，折射光线已经看不见了，只剩下反射光线。继续转动玻璃砖，增大入射角，都只有反射光线。全反射现象：光从光密
4、介质射入光疏介质时，若入射角增大到某一角度，折射光线就会完全消失，只剩下反射光线的现象就是全反射现象。【思考】发生全发射是需要什么条件？入射角要如何变化？请同学们根据刚刚的实验现象，归纳总结一下。通过实验发现，入射角要大于某一个值。 临界角的存在是有条件的，根据上面的式子，入射角大于等于临界角是条件之一，那么还有其他条件吗？我们尝试用刚才的器材，将光线从空气射入玻璃砖，发现无论怎么转动玻璃砖，光路仍没有发生全反射。那么发生全反射的另一个条件为光从光密介质进入光疏介质。【典例一】全反射的应用全反射棱镜横截面是等腰直角三角形的棱镜是全反射棱镜。它在光学仪器里，常用来代替平面镜，改变光的传播方向。
5、光通过全反射棱镜时的几种方式光导纤维“海市蜃楼”由于空中大气的折射和全反射，会在空中出现“海市蜃楼”。在风平浪静的日子，站在海滨，有时可以看到远处的空中出现了高楼耸立、街道棋布、山峦重叠等景象。原理：当大气层比较平静时，海面上空气的温度比空中低，空气的密度随温度的降低而增大，使空气的下层折射率比上层大。分析：远处的景物发出的光线射向空中时，不断被折射，射向折射率较低的上一层的入射角越来越大，当入射角增大到临界角时，就会发生全反射现象，光线就会从高空的空气层中通过空气的折射逐渐返回折射率较大的下一层。在地面附近的观察者就可以观察到由空中射来的光线形成的虚像，这就是“海市蜃楼”的景象。如下图所示。【典例二】【基础练习】2、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（ ） 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
