光的全反射含解析
光的全反射现象
光的全反射现象光是我们日常生活中不可或缺的一部分，而光的传播过程中存在着许多有趣而奇妙的现象。
其中，光的全反射现象便是一种引人入胜的现象，本文将对光的全反射现象进行详细的介绍。
1. 全反射的定义和原理光的全反射是指当光由光密介质射向光疏介质的界面时，当入射角大于临界角时，光会完全反射回光密介质中，不发生折射现象。
这种现象在光的传播中具有重要的应用和意义。
全反射的发生是由光的传播速度和介质折射率之间的关系所决定的。
当光从光密介质射向光疏介质时，入射角越大，光的传播速度越小。
当入射角等于临界角时，光的传播速度为零，此时光无法继续传播，只能被光密介质完全反射回去。
2. 全反射的条件和临界角的计算全反射的条件为入射角大于临界角。
临界角是指光从一个介质射向另一个折射率较小的介质时入射角的临界值，使得折射角为90度。
临界角可以使用折射定律来计算，即根据折射定律的数学表达式sin(入射角)/sin(折射角) = 折射率2/折射率1，将折射角设为90度，将折射率2设为1（真空的折射率），解出入射角的临界值即可。
3. 全反射的实例和应用光的全反射现象在实际生活中有着广泛的应用。
下面以几个实例来说明：3.1 光纤通信光纤通信是利用光的全反射现象进行信息传输的一种技术。
光纤是一种细长的光导管，其芯部由折射率较高的纯净玻璃组成，外层包裹着折射率较低的护层。
当光从一端射入光纤时，由于入射角大于临界角，光会在光纤内部发生全反射，沿着光纤传输到另一端，从而实现信号的传输。
3.2 水下观光水下观光器械如潜水镜和潜望镜等都利用了光的全反射现象。
当光从水中射向观光器械的界面时，由于入射角大于水的临界角，光会被完全反射回水中，观察者可以通过观光器械看到水下景物，实现水下观测。
3.3 实现显示效果某些光导材料具有高折射率，广泛应用于光学透镜和显示器件。
通过合理的设计和利用全反射现象，可以实现折射效果和特定的显示效果。
例如，触摸手机屏幕上的光线在高折射率材料和空气之间发生全反射，从而实现触摸控制。
光的反射(解析版)
光的反射(解析版)光的反射（解析版）光的反射是物理学中一个非常重要的概念，它在我们日常生活中无处不在并且对我们的生活产生了巨大的影响。
本文将对光的反射进行解析，深入探讨其原理、应用以及相关现象。
一、光的反射原理光的反射是指光线从一个介质传播到另一个介质时，由于两个介质的光密度不同而发生的方向改变。
这种方向改变是由光线遇到两个介质之间的交界面时，发生了折射和反射的现象所致。
光的反射原理可以用光的波动理论和几何光学理论来解释。
根据波动理论，光线在传播过程中呈波动形式，当它遇到交界面时，部分能量回反射回原来的介质，而部分能量则会进入新的介质中。
而几何光学理论则将光看作是直线传播的光线，通过角度的计算来描述光的反射现象。
二、光的反射应用1. 镜面反射镜面反射是指光线射到光滑平面上后，依照入射角等于反射角的规律，以相同的角度反射回去。
这种反射现象广泛应用于镜子、反光镜、望远镜等光学设备中。
镜面反射使得我们可以看到自己的镜像，也使得光能够经过镜子将景物映射到眼睛中，为我们提供了观察世界的重要手段。
2. 弯曲镜面的反射除了平面镜面反射外，弯曲镜面的反射也是光的重要应用之一。
凸透镜和凹透镜是两种常见的弯曲镜面，它们对光的折射和反射有着特殊的影响。
通过调整镜面的曲率和形状，我们可以实现对光线的聚焦和散射，从而用于眼镜、照相机、望远镜等器械中。
3. 光的反射在通信中的应用光的反射在光纤通信中扮演着重要的角色。
光纤是一种将光反射传输的纤维材料，通过光的全反射原理，使得光信号可以在纤维中沿着一定的路径传输。
这种传输方式具有高速、大容量、低能耗等优点，被广泛应用于现代通信技术中。
三、光的反射相关现象1. 天空的颜色我们都知道，白天的天空呈现出蓝色的颜色，而黄昏和日落时则会出现红色的天空。
这些现象与光的反射和散射有关。
由于大气中的气溶胶和水分会散射光线，蓝色光的波长较短，容易被散射出去，而红色光的波长较长，能够较好地穿透大气层。
光学中的全反射现象
光学中的全反射现象介绍：在光学领域中，全反射是一种非常重要的现象。
当光从光密介质中射入光疏介质时，如果入射角大于一个临界角，光将完全反射回光密介质中，而不是折射进入光疏介质中。
全反射现象在很多实际应用中都得到了广泛应用，例如光纤通信和显微镜观察等。
全反射的原理：全反射现象的原理可以从光的波动性和几何光学两个方面来解释。
从波动性来看，当光从光密介质射入光疏介质时，部分光将被折射，而部分光将被反射。
入射角越大，折射角就越接近于90°，这时候折射光的能量非常小，几乎等于零。
此时，全反射发生。
从几何光学的角度来看，入射角大于临界角时，入射光无法通过光疏介质而呈现反射现象。
光纤通信中的全反射应用：光纤通信是一种基于全反射原理的高速数据传输技术。
光纤中的光信号是由光波在光纤内部的全反射中传输的。
光纤内部被包围着具有高折射率的芯层，而外层则是较低折射率的护层。
当光从光纤进入空气或其他介质时，会发生全反射，从而使光能够在光纤中传播很长的距离而几乎不损失能量。
光纤通信的高速、高清晰、长距离传输能力正是依靠全反射现象实现的。
全反射现象的实际应用：除了光纤通信之外，全反射现象在很多其他实际应用中也扮演着重要的角色。
例如，显微镜的原理就基于全反射。
显微镜通过利用全反射使得光在物镜与载物之间反复总反射来增强其分辨率，从而实现对微小物体的观察。
全反射还被应用在光导板、光隔离器、透镜和棱镜等光学器件中，将光线精确地传播和调整。
全反射现象与折射率的关系：全反射现象与介质的折射率有密切的关系。
折射率是一个介质对光的传播速度影响因素之一，通常被定义为光在真空中传播速度与在介质中传播速度之比。
当光从折射率较高的介质射入折射率较低的介质时，全反射更容易发生。
折射率的不同可以导致临界角的大小变化，从而影响全反射现象的发生。
例如，钻石具有较高的折射率，因此在钻石中观察到的全反射现象非常明显。
总结：全反射现象是光学中的一个重要现象，广泛应用于光纤通信、显微镜和其他光学器件中。
光的全反射和干涉分析
光的全反射和干涉分析
一、光的全反射
全反射指的是当光束的入射角大于一定的阈值时，光线不会进入介质而是在入射界面上全部反射出去，即完全反射的现象，它主要受介质的性质影响，如果介质的介电常数比空气大，则它会出现全反射现象。
全反射的原理依据的是因果定律，即物体反射的光强度等于它入射的光强度。
全反射的物理机理就是：当光束从一种介质进入另一种介质时，由于介质性质的差异，空间的折射率会发生变化，从而导致光线在二者之间发生折射。
若入射角超过特定角度，则出射会发生变化，出射光线会全部反射出去，即完全反射的现象，这就是全反射现象。
二、光的干涉分析
光的干涉是一种物理现象，它指的是两束分别从两个光源发出的平行光束，出现交叉现象，形成一种特殊光纹，从而产生干涉现象。
其物理机理可以分为四步：
1.光波简单相加：两束平行光波交叉后，会发生简单的加法，此时光束强度的分布是较为均匀的；
2.光波相位差：当两束相同频率波出现相位差时，加法后的光强分布会有所改变；
3.光波振幅差：当两束光波有不同大小的振幅时，光束强度的分布会有所变化；
4.干涉现象出现：由于上述加法和相位差造成。
光学中的全反射现象解析
光学中的全反射现象解析光学是研究光的传播、反射、折射和干涉等现象的科学领域。
在光学中，全反射是一种引人注目的现象，它发生在光从一种介质射向另一种折射率较小的介质时。
在特定的条件下，光束会完全反射回原来的介质中，而不会穿过界面。
本文将解析全反射现象的原理以及其在实际应用中的重要性。
全反射现象的原理可以通过折射定律来解释。
根据折射定律，光线从一个介质射向另一个介质时，入射角和折射角之间存在着一定的关系。
当光线从光密介质射向光疏介质时，如果入射角大于一个特定的临界角，光线将会发生全反射。
这是因为在这种情况下，折射角将大于90度，导致光线无法穿过界面，而是被完全反射回原来的介质中。
全反射现象在实际应用中具有广泛的应用。
其中一个重要的应用是光纤通信。
光纤通信是一种利用光的全反射现象进行信息传输的技术。
光纤是一种细长的玻璃或塑料管，内部涂有反射层。
当光线从一端射入光纤时，由于光线在光纤内部发生全反射，光信号可以沿着光纤传输到另一端，实现远距离的高速通信。
光纤通信具有传输速度快、信号质量高和抗干扰能力强等优点，因此在现代通信领域得到广泛应用。
另一个应用全反射现象的领域是显微镜。
显微镜是一种用于观察微小物体的仪器。
在传统的光学显微镜中，通过将光线通过物镜透镜进行聚焦，然后通过目镜观察物体。
然而，由于光的折射现象，当观察的物体与周围介质的折射率差异较大时，会导致成像模糊或无法观察到物体。
为了解决这个问题，可以利用全反射现象。
通过在物体和介质之间放置一层透明的高折射率物质，可以使光线发生全反射并聚焦在物体上，从而提高显微镜的分辨率和清晰度。
除了光纤通信和显微镜，全反射现象还在其他领域有着广泛的应用。
例如，全反射被用于设计光学器件，如激光器、光波导和光学传感器。
此外，全反射还被用于分析化学、生物医学和光学测量等领域。
这些应用充分发挥了全反射现象的特性，提高了光学技术的性能和功能。
总之，全反射现象是光学中的重要现象之一，它发生在光从一种介质射向另一种折射率较小的介质时。
解析光的折射与全反射现象
解析光的折射与全反射现象光是一种电磁波，当光线从一种介质进入另一种介质时，会发生折射现象。
折射是指光线在两种介质之间传播时，由于介质密度的不同而改变传播方向的现象。
而当光线从一个介质射向另一种密度较大的介质时，会出现一种特殊的折射现象，即全反射。
一、光的折射现象当光线从一种介质进入另一种介质时，由于两种介质的密度不同，光线传播速度也会发生变化。
根据光的传输速度与介质密度之间的关系，根据斯涅尔定律，定义光的折射率为光在真空中的速度与光在介质中的速度之比。
光的折射率可以用以下公式表示：\[n=\frac{c}{v}\]其中，n为折射率，c为光在真空中的速度（299,792,458 m/s），v 为光在介质中的速度。
根据折射率的不同，可以得出折射光线的传播特性。
二、光的折射定律根据折射率的定义和实验观测，得出了光的折射定律，即斯涅尔定律。
折射定律描述了入射光线与折射光线之间的关系。
斯涅尔定律可以用以下公式表示：\[\frac{{\sin \theta_1}}{{\sin \theta_2}}=\frac{{n_2}}{{n_1}}\]其中，θ1为入射角（光线与法线的夹角），θ2为折射角（光线与法线的夹角），n1为入射介质的折射率，n2为折射介质的折射率。
根据斯涅尔定律，可以推导出以下几个重要结论：1. 当光线从光密介质（n1>n2）射向光疏介质（n2<n1）时，折射角较大于入射角。
2. 当光线从光疏介质（n1<n2）射向光密介质（n2>n1）时，折射角较小于入射角。
3. 当光线从真空（n1=1）射向介质（n2>1）时，折射角总是小于入射角。
4. 入射角与折射角之间满足正弦关系，当入射角为0度或是等于临界角时，折射角为90度，光线沿法线方向传播。
三、全反射现象当光线从光密介质射向光疏介质时，当入射角超过一定临界角时（θc），将会发生全反射现象。
全反射是指入射光线无法穿过折射界面而完全被反射回原来的介质中的现象。
光的全反射的计算与分析
光的全反射的计算与分析光的全反射是光在从光密介质到光疏介质传播时，入射角大于临界角时发生的现象。
全反射是光学中重要的现象之一，广泛应用于光纤通信、显微镜、望远镜等领域。
本文将通过计算与分析，探讨光的全反射现象及其相关性质。
全反射的条件是光从光密介质传播到光疏介质时，入射角大于临界角。
临界角是指使光线发生全反射的最大入射角度。
在光密介质到光疏介质的界面上，光线从垂直入射到临界角时，不再传播到光疏介质中，而是全部反射回光密介质。
光的全反射现象可以用折射定律来解释。
根据折射定律，入射角和折射角之间的正弦比与两种介质的折射率之比相等。
当光从光密介质传播到光疏介质时，光的传播速度减小，折射率也随之减小。
当入射角增大到一定程度时，折射率之比将小于1，无法满足折射定律。
此时，光将全部反射回光密介质。
在具体计算光的全反射过程中，需要了解两种介质之间的折射率、光的入射角和临界角。
折射率是介质对光的折射能力的度量，可以根据介质的物理性质和光源的波长进行计算。
入射角是入射光线与法线之间的夹角，可以通过实验或几何关系进行测量。
临界角可以通过折射定律推导得到，在光密介质和光疏介质之间的界面上，当入射角等于临界角时，发生全反射。
通过计算和分析光的全反射过程可以得到一些重要结论。
首先，入射角大于临界角时，光发生全反射，不再传播到光疏介质中。
其次，临界角与两种介质的折射率有关。
当两种介质的折射率差异较大时，临界角较小，全反射概率较高。
反之，当两种介质的折射率差异较小时，临界角较大，全反射概率较低。
这也是为什么光纤通信中使用的光纤一般采用光密介质包覆的原因。
此外，全反射还可以用于实现光的隔离和反射，这在光学仪器和光学传感器中具有重要应用。
当光从光疏介质传播到光密介质时，入射角大于临界角，全反射发生。
此时，光将完全反射回光疏介质，实现了光的隔离和反射。
通过调整入射角和临界角，可以控制隔离和反射光的强度和方向。
光的全反射现象不仅在实际应用中具有重要意义，也是光学研究的热点之一。
全反射现象的理解和分析
规律总结
解决全反射问题的 一般方法 (1)确定光是从光密介质进入光 疏介质。 (2)应用sin C＝1/n确定临界角 。 (3)根据题设条件，判定光在传 播时是否发生全反射。 (4)如发生全反射，画出入射角 等于临界角时的临界光路图。 (5)运用几何关系或三角函数关 系以及反射定律等进行分析、
1 6 则 sin∠3＝ ，又∠1＝45 °，∠2 ＋∠3＝90 °，解得：n ＝ 。答案 n 2
6 2
备选训练
2．[应用全反射原理求极值 ]如图8 ，一透明半圆柱体折射率为 n ＝ 2 ， 半径为 R 、长为 L 。一平行光束从半 圆柱体的矩形表面垂直射入，部分 柱面有光线射出。求该部分柱面的 解析 半圆柱体的横截面如图所示，OO′为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 解析 当内芯的折射率比外套的大时，光传播时在内芯与外套的 E．若紫光以如图所示角度入射时，恰能在光纤中发生全反射， 界面上才能发生全反射，故选项 A正确， B错误；波长越长的光， 则改用红光以同样角度入射时，不能在光纤中发生全反射 频率越小，介质对它的折射率n越小，根据公式v＝c/n，光在光纤 中传播的速度越大，故选项C正确，D错误；根据sin C＝1/n知， 折射率越大，全反射临界角越小，红光的折射率小，则全反射临 界角大，若紫光恰能发生全反射，则红光不能发生全反射，故选 项E正确。
题组剖析
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光的全反射含解析-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1第3节光的全反射1．光从光密介质射入光疏介质时，若入射角增大到某一角度，________光线就会完全消失，只剩下________光线的现象叫全反射，这时的______________叫做临界角．2．要发生全发射，必须同时具备两个条件：(1)光从________介质射入________介质，(2)入射角____________________临界角．3．光从介质射入空气(真空)时，发生全反射的临界角C与介质的折射率n的关系是____________．4．在实际应用中的光纤是一根极细的玻璃丝，直径约几微米到100 μm不等，由两种____________不同的玻璃制成，分内外两层，内层玻璃的折射率比外层玻璃的折射率____．当光从一端进入光纤时，将会在两层玻璃的界面上发生____________．5．在水底的潜水员看来，水面上方的所有景物只出现在顶角为97°的倒立圆锥里，这是因为()A．水面上远处的景物反射的阳光都因为全反射而不能进入水中B．水面上远处的景物反射的阳光折射进入水中，其折射角不可能大于°C．水面上方倒立圆锥之外的景物反射的阳光都因为全反射的原因不可能进入水中D．水面上方倒立圆锥之外的景物反射的阳光都因为折射的原因不可能进入潜水员的眼中6．全反射是自然界里常见的现象，下列与全反射相关的说法正确的是()A．光只有从光密介质射向光疏介质时才能发生全反射B．如果条件允许，光从光疏介质射向光密介质时也可能发生全反射C．发生全反射时，折射光线完全消失，反射光的能量几乎等于入射光的能量D．只有在入射角等于临界角时才能发生全反射7．一束光线从折射率为的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°，下图所示的四个光路图中，正确的是()概念规律练知识点一发生全反射的条件1．关于全反射，下列说法中正确的是()A．发生全反射时，仍有折射光线，只是折射光线非常弱，因此可以认为不存在折射光线而只有反射光线B．光线从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射C．光线从光疏介质射向光密介质时，不可能发生全反射D．水或玻璃中的气泡看起来特别亮，就是因为光从水或玻璃射向气泡时，在界面发生了全反射2．如图1所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度相同的光线，均由空气射入玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置．下列说法正确的是()图1A．假若三条光线中有一条在O点发生了全反射，那一定是aO光线B．假若光线bO能发生全反射，那么光线cO一定能发生全反射C．假若光线bO能发生全反射，那么光线aO一定能发生全反射D．假若光线aO恰能发生全反射，则光线bO的反射光线比光线cO的反射光线的亮度大知识点二全反射的临界角3．光在某种介质中传播的速度为×108m/s，光从此介质射向空气并发生全反射时的临界角是()A．15°B．30°C．45°D．60°4．已知介质对某单色光的临界角为C，则()A．该介质对单色光的折射率等于1sin CB．此单色光在该介质中的传播速度等于c·sin C(c是光在真空中的传播速度) C．此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的sin C倍D．此单色光在该介质中的频率是在真空中的1sin C倍知识点三光导纤维5．光导纤维的结构如图2所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．以下关于光导纤维的说法正确的是()图2A．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小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用6. 如图3所示，一根长为L的直光导纤维，它的折射率为n，光从它的一个端面射入，又从另一端面射出所需的最长时间为多少(设光在真空中的速度为c)图3方法技巧练应用全反射规律解决实际问题的方法7．有一折射率为n的长方体玻璃砖ABCD，其周围是空气，如图4所示，当入射光线从它的AB面以入射角α射入时．图4(1)要使光线在BC 面发生全反射，证明入射角应满足的条件是sin α≤n 2－1.(BC 面足够长)；(2)如果对于任意入射角的光线都能产生全反射，则玻璃砖的折射率应取何值8．如图5所示是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片，相机的镜头竖直向上．照片中，水立方运动馆的景象呈现在半径r ＝11 cm 的圆形范围内，水面上的运动员手到脚的长度l ＝10 cm.若已知水的折射率为n ＝43，请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深h .(结果保留两位有效数字)图51．已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为、、和，如果光按下面几种方式传播，可能发生全反射的是()A．从水晶射入玻璃B．从水射入二硫化碳C．从玻璃射入水中D．从水射入水晶2．如图6所示，ABCD是平面平行的透明玻璃砖，AB面和CD面平行，它们分别是玻璃和空气的界面，设为界面Ⅰ和界面Ⅱ，光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出，回到空气中，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则()图6A．只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上可能发生全放射现象B．只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象C．不管入射角多大，光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象D．不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象3．某一束单色光在水中的传播速度是真空中的3/4，则()A．水的折射率为3/4B．水的折射率为4/3C．从水中射向水面的光线，一定可以进入空气中D．这束光在水中传播时的频率为真空中的3/44．在完全透明的水下某处，放一点光源，在水面上可见到一个圆形透光平面，若透光圆面的半径匀速增大，则光源正()A．加速上升B．加速下沉C．匀速上升D．匀速下沉5．如图7所示，一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象，下列说法正确的是()图7A．红光的偏折最大，紫光的偏折最小B．红光的偏折最小，紫光的偏折最大C．玻璃对红光的折射率比紫光大D．玻璃中紫光的传播速度比红光大6. 如图8所示，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角．此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材料的折射率为()图87．如图8所示，在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴(图中虚线)与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形．有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合．已知玻璃的折射率为，则光束在桌面上形成的光斑半径为()图8A．r B．C．2r D．8．如图9所示，光线从空气垂直射入棱镜界面BC上，棱镜图9的折射率n＝2，这条光线离开棱镜时与界面的夹角为()A．30°B．45°C．60°D．90°9．空气中两条光线a和b从方框左侧入射，分别从方框下方和上方射出，其框外光线如图10所示．方框内有两个折射率n＝的玻璃全反射棱镜．下图给出了两棱镜四种放置方式的示意图．其中能产生如图所示效果的是()图1010.如图11所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光由MN端面的中点垂直射入，恰好能在弧面EF上发生全反射，然后垂直PQ 端面射出．图11(1)求该玻璃棒的折射率．(2)若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时________(填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射．11．一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图12为过轴线的截面图，调整入射角α，使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射，已知水的折射率为43，求sin α的值．图1212.在厚度为d 、折射率为n 的大玻璃板的下表面，有一个半径为r 的圆形发光面．为了从玻璃板的上方看不见圆形发光面，可在玻璃板的上表面贴一块圆形纸片，所贴纸片的最小半径为多大13．如图13所示的圆柱形容器中盛满折射率n ＝2的某种透明液体，容器底部安装一块平面镜，容器直径L ＝2H ，在圆心正上方h 高度处有一点光源S ，要使S 发出光从液体上方观察照亮整个液体表面，h 应该满足什么条件．图13第3节 光的全反射答案课前预习练1．折射 反射 入射角2．光密 光疏 大于或等于 3．sin C ＝1n4．折射率 大 全反射5．B [水面上方的所有景物出现在顶角为97°的倒立圆锥里，这是由于水的临界角为°，光由空中射入水中时，最大折射角为°，不能发生全反射；当光由水中射向空中时有可能发生全反射现象，故B 正确，A 、C 、D 错．]6．AC7．A [因为sin C ＝1n ＝23，则sin C<sin 45°，故C<45°，所以光线在界面上发生了全反射，A 正确．]课堂探究练1．CD [光从光密介质射向光疏介质时，当入射角增大到某一角度后，折射光线完全消失，只剩下反射光线的现象叫全反射，故A 、B 错，C 正确；光从水或玻璃射向气泡时，在界面发生了全反射，即反射光增强，透射光减弱，就使气泡看起来特别亮，D 正确．]点评 发生全反射的条件：①光从光密介质射向光疏介质；②入射角大于或等于临界角．2．ACD [三条入射光线沿着指向圆心的方向由空气射向玻璃砖，在圆周界面，它们的入射角为零，均不会偏折．在直径界面，光线aO 的入射角最大，光线cO 的入射角最小，它们都是从光密介质射向光疏介质，都有发生全反射的可能．如果只有一条光线发生了全反射，那一定是aO 光线，因为它的入射角最大，所以选项A 对．假若光线bO 能发生全反射，说明它的入射角等于或大于临界角，光线aO 的入射角更大，所以，光线aO 一定能发生全反射，光线cO 的入射角可能大于临界角，也可能小于临界角，因此，cO 光线不一定能发生全反射．所以选项C 对，B 错．假若光线aO 恰能发生全反射，光线bO 和光线cO 都不能发生全反射，但bO 光线的入射角更接近于临界角，所以，光线bO 的反射光线较光线cO 的反射光线强，即光线bO 的反射光线亮度较大，所以D 对，本题答案选A 、C 、D.]点评 当光从光密介质射向光疏介质未发生全反射时，随着入射角的增大，折射光线越来越弱，反射光线越来越强，直到增大到临界角之后，折射光线消失，反射光线达到最强．3．B [因为n ＝cv ＝错误!＝2，而且sin C ＝错误!＝错误!，所以C ＝30°，选B.] 4．ABC [该题考查临界角、折射率以及光速之间的关系．由临界角的计算式sin C ＝1n ，得n ＝1sin C ，选项A 正确；将n ＝c v 代入sin C ＝1n ，得sin C ＝v c ，故v ＝csin C ，选项B 正确；设该单色光的频率为f ，在真空中的波长为λ0，在介质中的波长为λ，由波长、频率、光速的关系得c ＝λ0f ，v ＝λf ，故sin C ＝v c ＝λλ0，λ＝λ0sin C ，选项C 正确；该单色光由真空传入介质时，频率不发生变化，选项D 错误．]点评 临界角、光在介质中传播速度v 以及介质的折射率n 之间的关系为sin C ＝1n 、n ＝c v .5．A [光导纤维很细，它的直径只有几微米到一百微米，它由内芯和外套两层组成，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．]解析 由题中的已知条件可知，要使光线从光导纤维的一端射入，然后从它的另一端全部射出，必须使光线在光导纤维中发生全反射现象．要使光线在光导纤维中经历的时间最长，就必须使光线的路径最长，即光线对光导纤维的入射角最小，光导纤维的临界角为C ＝arcsin 1n .光在光导纤维中传播的路程为d ＝L sin C ＝nL.光在光导纤维中传播的速度为v ＝cn .所需最长时间为t max ＝d v ＝nL c n＝n 2Lc .点评 光纤通信就是利用全反射原理，光在内芯内传播时想要减少能量损失，在内芯与外套的界面上就要发生全反射，则内芯的折射率大于外套．7．(1)证明见解析 (2)大于或等于 2解析 (1)要使光线在BC 面发生全反射如图所示，首先应满足 sin β ≥1n①式中β为光线射到BC 面的入射角，由折射定律，有sin αsin90°－β＝n ，②将①②两式联立得sin α≤n 2－1.(2)如果对于任意入射角的光线都能产生全反射，即0°≤α≤90°都能产生全反射，则只有当n 2－1≥1才能满足上述条件，故n≥ 2.8． m 解析设照片圆形区域的实际半径为R ，运动员手到脚的实际长度为L ，由全反射公式得 sin α＝1n 几何关系sin α＝RR 2＋h 2， R r ＝L l得h ＝n 2－1·Ll r取L ＝ m ，解得h ＝ m ～ m 都算对)方法总结 应用全反射规律解决实际问题的思路：(1)确定光是由光疏介质进入光密介质还是由光密介质进入光疏介质．(2)若光由光密介质进入光疏介质，则根据sin C ＝1n 确定临界角，看是否发生全反射． (3)根据题设条件，画出入射角等于临界角的“临界光路”．(4)运用几何关系、三角函数关系、反射定律等进行判断推理、运算及变换，进行动态分析或定量计算．课后巩固练1．C [本题考查全反射的条件，光只有从光密介质射入光疏介质才可能发生全反射，从水晶射入玻璃、从水射入二硫化碳，从水射入水晶都是从光疏介质射入光密介质，都不可能发生全反射，故A 、B 、D 错误，从玻璃射入水中是从光密介质射入光疏介质，有可能发生全反射，故C 正确．]2．CD [在界面Ⅰ光由空气进入玻璃砖，是由光疏介质进入光密介质，不管入射角多大，都不会发生全反射现象，选项C 正确；在界面Ⅱ光由玻璃进入空气，是由光密介质进入光疏介质，但是，由于界面Ⅰ和界面Ⅱ平行，光由界面Ⅰ进入玻璃后再达到界面Ⅱ，在界面Ⅱ上的入射角等于在界面Ⅰ上的折射角，因此入射角总是小于临界角，因此也不会发生全反射现象，选项D 也正确．]3．B [由于在水中的传播速度v ＝34c ，所以折射率为n ＝c v ＝43.故A 错，B 正确．从水中射向水面，如果发生了全反射，则光不会进入空气中，故C 错．光在不同介质中传播时频率不变，故D 错．]4．D [所形成的透光圆面是由于全反射造成的，如图甲所示，圆面的边缘处是光发生全反射的位置，即i ＝C.若光源向上移动，只能导致透光圆面越来越小，所以光源只能向下移动．如图乙所示，取时间为t ，则透光圆面扩大的距离为s ＝vt.设这段时间内，光源下移的距离为L ，由几何关系可得L ＝vttan C ＝vtcot C ，由上面的表达式可知vcot C 为定值，L 与t 成正比例关系，满足匀速运动条件，所以，光源应向下匀速运动．]5．B [由光的色散知识可知，红光的偏折最小，紫光的偏折最大，玻璃对红光的折射率比紫光小，玻璃中紫光的传播速度比红光小．]6．A[根据折射率定义有，sin ∠1＝nsin ∠2，nsin ∠3＝1，已知∠1＝45°，又∠2＋∠3＝90°，解得：n ＝62.]7．C [由sin C ＝1n ，得C≈42°，可知光线首先发生全反射，作出光路图如图所示，由图中几何关系，可得rtan 60°＝(R ＋r)tan 30°，故R ＝2r.]8．B [光路图如图所示，此棱镜的临界角为C ，则sin C ＝1n ＝22，所以C ＝45°，光线在AB 面上发生全反射，又因为n ＝sin αsin 30°＝2，所以sin α＝22，所以α＝45°，故光线离开棱镜时与界面夹角为45°.]9．B [四个选项产生光路效果如下图：由上图可知B 项正确．] 10．(1) 2 (2)能解析 (1)如图所示，单色光照射到EF 弧面上时恰好发生全反射，由全反射的条件可知C ＝45°①由折射定律得n ＝sin 90°sin C ②联立①②式解得n ＝ 2 ③(2)当入射光向N 端移动时，光线在EF 面上的入射角将增大，所以能产生全反射．解析 当光线在水面发生全反射时，有sin C ＝1n ① 当光线从左侧射入时，由折射定律sin αsin ⎝⎛⎭⎫π2－C ＝n ②联立①②式，代入数据可得sin α＝73.12．r ＋dn 2－1解析 根据题述，光路如图所示，图中S 点为圆形发光面边缘上一点，由该点发出的光线能射出玻璃板的范围由临界光线SA 确定，当入射角大于临界角C 时，光线就不能射出玻璃板了．图中Δr ＝dtan C ＝d sin C cos C ，而sin C ＝1n ，则cos C ＝n 2－1n ，所以Δr ＝d n 2－1.故所贴纸片的最小半径R ＝r ＋Δr ＝r ＋dn 2－1.13．H>h≥(3－1)H解析 设点光源S 通过平面镜所成像为S′，如图，反射光线能照亮全部液面，入射角θ≤C ，C 为全反射临界角sin C ＝1/n ＝1/2 C ＝30° tan θ＝(L/2)/(H ＋h)≤tan C解得h≥(3－1)H 则H>h≥(3－1)H。