20xx-20xx學(xué)年物理新教材人教版選擇性必修第一冊(cè)教案：42-全反射-2-【含答案】(更新版)
【正文】 邊畫(huà)．課堂練習(xí)一：如圖示是兩個(gè)同種玻璃制成的棱鏡,頂角略大于,兩束單色光和分別垂直射于三棱鏡后,出射光線與第二界面的夾角, 則 ( ) , 產(chǎn)生全反射, 光的臨界角比的臨界角大【答案】AD【解析】 ∴【答案】A、D【解析】酷熱的夏天地面溫度高，地表附近空氣的密度小，空氣的折射率下小上大，遠(yuǎn)處車、人反射的太陽(yáng)光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)發(fā)生全反射． 課堂練習(xí)一：半徑為的半圓柱形玻璃，橫截面如圖所示，為圓心，已知玻璃的折射率為，當(dāng)光由玻璃射向空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角為．一束與平面成角的平行光束射到玻璃的半圓柱面上，經(jīng)玻璃折射后，有部分光能從平面上射出，求能從平面上射出的光束的寬度為多少？ 【答案】見(jiàn)解析 【解析】如圖所示： 進(jìn)入玻璃中的光線①垂直于半球面，沿半徑方向直達(dá)球心位置，且入射角等于臨界角，恰好在點(diǎn)發(fā)生全反射．光線①左側(cè)的光線（如光線②）經(jīng)球面折射后，射在上的入射角一定大于臨界角，在上發(fā)生全反射，不能射出．光線①右側(cè)的光線經(jīng)半球面折射后，射到面上的入射角均小于臨界角，能從面上射出．最右邊射向半球面的光線③與球面相切，入射角，由折射定律知，則．故光線③將垂直于射出．所以在面上射出的光束寬度應(yīng)是． 【總結(jié)升華】從本題中看到解決全反射問(wèn)題的關(guān)鍵：①準(zhǔn)確熟練地作好光路圖；②抓住特殊光線的分析，求光線照射的范圍時(shí)，關(guān)鍵是如何找出邊界光線．如果發(fā)生全反射，剛能發(fā)生全反射時(shí)的臨界光線就是一條邊界光線，而另一條光線要由分析得出． 課堂練習(xí)二：由于激光是亮度高、平行度好、單色性好的相干光，所以光導(dǎo)纖維中用激光作為信息高速傳輸?shù)妮d體．要使射到粗細(xì)均勻的圓形光導(dǎo)纖維一個(gè)端面上的激光束都能從另一個(gè)端面射出，而不會(huì)從側(cè)壁“泄漏”出來(lái)，光導(dǎo)纖維所用材料的折射率至少應(yīng)為多大？【思路點(diǎn)撥】根據(jù)題意畫(huà)出正確的光路圖，這是解決反射和折射綜合題時(shí)的關(guān)鍵，注意“要保證不會(huì)有光線從側(cè)壁射出來(lái)” 是“不管入射角多大都能在側(cè)壁發(fā)生全反射”的意思?！敬鸢浮恳?jiàn)解析【解析】要保證不會(huì)有光線從側(cè)壁射出來(lái)，其含義是不管入射角多大都能在側(cè)壁發(fā)生全反射．令入射角等于，再由折射定律和全反射臨界角公式、幾何關(guān)系就可以求出材料的折射率．設(shè)激光束在光導(dǎo)纖維端面的入射角為，折射角為，折射光線射向側(cè)面時(shí)的入射角為，如圖所示： 由折射定律：，由幾何關(guān)系：，．由全反射臨界角的公式：，得，要保證從端面射入的任何光線都能發(fā)生全反射，應(yīng)有，故． 解得，光導(dǎo)纖維的折射率應(yīng)滿足，．【總結(jié)升華】本題在解答中一般存在的問(wèn)題有：一是不會(huì)對(duì)光線變化過(guò)程進(jìn)行分析，當(dāng)入射角從零逐漸增大的過(guò)程中，折射角也增大，折射光線入射到側(cè)壁的入射角是減小的．如果當(dāng)增大到，仍有大于等于臨界角，題目要求就能滿足，其臨界條件是，．找不出這個(gè)條件，就無(wú)法入手解答．二是僅從全反射的條件出發(fā)，由，直接得出，不知道此時(shí)是未知量．課堂練習(xí)三：如圖所示，兩點(diǎn)之間的距離為米，在兩點(diǎn)連接一直光導(dǎo)纖維，使一光脈沖信號(hào)從光導(dǎo)纖維中間射入，（射入后在光導(dǎo)纖維與空氣的界面上恰好發(fā)生全反射現(xiàn)象）由點(diǎn)傳輸出點(diǎn)，所用時(shí)間為秒，求光導(dǎo)纖維所用材料的折射率。 ∵16
畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1