《高中物理 模塊要點回眸 第14點 分析全反射、臨界角問題的思路素材 滬科版選修3-4（通用）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理 模塊要點回眸 第14點 分析全反射、臨界角問題的思路素材 滬科版選修3-4（通用）（3頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、第14點　分析全反射、臨界角問題的思路 分析光的全反射、臨界角問題的一般思路： 1．畫出恰好發(fā)生全反射的光路圖． 2．利用幾何知識分析邊、角關系，找出臨界角． 3．以剛好發(fā)生全反射的光線為比較對象來判斷光線是否發(fā)生全反射，從而畫出其他光線的光路圖． 對點例題　半徑為R的半圓柱形玻璃，橫截面如圖1所示，O為圓心，已知玻璃的折射率為，當光由玻璃射向空氣時，發(fā)生全反射的臨界角為45°.一束與MN平面成45°角的平行光射到玻璃的半圓柱面上，經玻璃折射后，有部分光能從MN平面上射出，求能從MN平面射出的光束的寬度為多少？ 圖1 解題指導　如圖所示，過O點作與MN成45°角的半

2、徑，沿該半徑方向入射的光線AO，剛好與圓柱面垂直，不發(fā)生折射，沿直線射到O點，它與過O點的法線夾角剛好等于臨界角45°.故AO是剛好能發(fā)生全反射的臨界光線．在O點的左側，如光線BC，它在圓柱面上要發(fā)生折射，入射到MN上時的入射角要大于45°，肯定能發(fā)生全反射．故在MO之間不會有光線射出．在AO右側的光線，經圓柱面折射，射到ON之間的入射角小于45°，因此能從ON面射出．其右邊界應是和圓柱面相切的光線．該光線與圓柱面的切點剛好在O′處，設入射角為i，折射角為r.由n＝，得：sin r＝，當i趨近于90°時，r≈45°，即圖中r＝45°.O′E⊥ON，所以射出光線在MN上的寬度OE＝Rsin 45

3、°＝R. 答案　R 技巧點撥　求光線照射的范圍時，關鍵是如何找出邊界光線，如果發(fā)生全反射，剛能發(fā)生全反射時的臨界光線就是一個邊界光線，而另一光線要通過分析找出． 1．如圖2所示是一個圓柱體棱鏡的截面圖，圖中E、F、G、H將半徑OM分成5等份，虛線EF1、FF1、GG1、HH1平行于半徑ON，ON邊可吸收到達其上的所有光線．已知該棱鏡的折射率n＝，若平行光束垂直入射并覆蓋OM，則光線(　　) 圖2 A．不能從圓弧NF1射出 B．只能從圓弧NG1射出 C．能從圓弧G1H1射出 D．能從圓弧H1M射出 答案　B 解析　由該棱鏡的折射率為n＝可知其臨界角C滿足： sin

4、C＝＝，由圖中的幾何關系可求出GG1右邊的入射光線全部發(fā)生全反射，其左邊的光線沒有發(fā)生全反射．所以光線只能從圓弧NG1射出． 2．潛水員在水深為h的地方向水面觀望時，發(fā)現(xiàn)整個天空及遠處地面的景物均呈現(xiàn)在水面處的圓形區(qū)域內，已知水的臨界角為θ，則所觀察到的圓形半徑為(　　) A．htan θ B．hsin θ C. D. 答案　A 解析　如圖所示，水面上景物發(fā)出的光線經水面折射后均在頂角為2θ的圓錐里，人的眼睛處在圓錐的頂點處，而最遠處的景物進入眼睛的光線幾乎是緊貼水面，其入射角接近90°，折射角為θ.因此，人看到的景物呈現(xiàn)在人眼上方以O點為圓心、半徑為r的水面區(qū)域內，由圖可知r＝htan θ.