光的全反射考題歸類例析人教版

“光的全反射”考題歸類例析楊榮良（浙江紹興市高級(jí)中學(xué)312000）光的全反射是幾何光學(xué)中的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容，是非常重要的光學(xué)現(xiàn)象之一，在實(shí)際生活中應(yīng)用是非常廣泛。是各重大考試的熱點(diǎn)?，F(xiàn)歸類解析如下，供參考。一、關(guān)于全反射的條件的試題例1【97年全國卷第7題】光線在玻璃和空氣的分界面上發(fā)生全反射的條件是（）.A?光從玻璃射到分界面上，入射角足夠小B.光從玻璃射到分界面上，入射角足夠大C.光從空氣射到分界面上，入射角足夠小D.光從空氣射到分界面上，入射角足夠大【解析】：B。根據(jù)全反射的條件：光從光密介質(zhì)（n較大）射向光疏介質(zhì)（n較小），入射角大于臨界角.故B正確。二、關(guān)于全反射的光路圖的試題TOC\o"1-5"\h\z例2【02年天津卷第17題】.一束光線從折射率為1.5的玻璃內(nèi)射向空氣，在界面上的入射角為45°。下面四個(gè)光路圖中，正確的是（）12【解析】：A。根據(jù)臨界角公式：sinC,sinCsin45°，即C<450，將發(fā)生全n3反射，故A對(duì)。三、全反射與幾何知識(shí)的綜合試題例3【05全國卷I第17題】圖示為一直角棱鏡的橫截面，?bac=90,.abc二60。一平行細(xì)光束從O點(diǎn)沿垂直于bc面的方向射入棱鏡。已知棱鏡材料的折射率n「..2，若不考慮原入射光在bc面上的反射光，則有光線A.從ab面射出B.從ac面射出C.從bc面射出，且與bc面斜交D.從bc面射出，且與bc面垂直【解析】：BD。因細(xì)光束沿垂直于bc面的方向射入棱鏡，可知光線在ab面上發(fā)生全反射（入射角為60。大于臨界角45°）,反射到ac面，如圖所示，在ac面（入射角為30）一部分光線折射出去，另一部分反射到bc面，剛好與bc面垂直。故B、D正確。四、折射定律和全反射現(xiàn)象的綜合應(yīng)用例題例4一束光從空氣射向折射率n-.2的某種玻璃的表面，如圖所示.i代表入射角，則

A.當(dāng)「:時(shí)會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象?B.無論入射角A.當(dāng)「:時(shí)會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象?C.欲使折射角r=30°，應(yīng)以i=45°的角度入射D.當(dāng)入射角■'■:時(shí)，反射光線跟折射光線互相垂直【解析】：BCD。這是全面考查折射定律和全反射現(xiàn)象的具有一定靈活性的綜合性習(xí)題.

首先，題目涉及全反射現(xiàn)象?發(fā)生全反射的條件是：光線從折射率較大的光密介質(zhì)射向1光疏介質(zhì)，且入射角大于臨界角C,sinC。本題入射光線是從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì),n折射角小于入射角，不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，選項(xiàng)A不正確.由光路可逆性可知，無論入射角i是多大，折射角r都不會(huì)超過由折射定律，要求由光路可逆性可知，無論入射角i是多大，折射角r都不會(huì)超過由折射定律，要求,aS打折射線與反射線互相垂直，作出示意圖，如圖所示，可知i'r=90°，又i二i',r=90°-i。由折射定律得陽'-血〕F::得：m..匚即?二鳥I匸，選項(xiàng)D正確.故BCD正確。得:!亠二45°選項(xiàng)B正確.，選項(xiàng)C正確.五、根據(jù)臨界角分析半圓柱體的光路圖的的試題例5例5如圖所示是半圓柱（透光）的主截面，其折射率為■-2.平行光束與半圓柱平面成\\\\\M、N\\\\\M、N45。角入射，試求光線從半圓面射出的范圍.【解析】：入射光的人射角為45°由折射定律，得可知折射角為30°其中從半圓圓心入射光線的折射光線沿半徑可直接射出，這就是光線能從半圓面射出的中心位置.見圖.選擇從a、b兩點(diǎn)的入射光線，它們到達(dá)圓弧面M、N點(diǎn)時(shí)，從圓弧面射向空氣的入射角恰為臨界角45。（由sinC=1得出），n兩點(diǎn)就是能從圓弧射出光線的兩個(gè)端點(diǎn).在范圍內(nèi)有光線射出.依據(jù)各種角關(guān)系可得:ZAOM=mn=90°如圖所示。六、有關(guān)光導(dǎo)纖維的試題例6折射率為n,長(zhǎng)度為L(zhǎng)的玻璃纖維置于空氣中，若從A端射入的光線能在玻璃纖維中發(fā)生全反射，最后從B端射出，參看圖，求:

光在A面上入射角的最大值.若光在纖維中恰能發(fā)生反射，由A端射入到從B端射出經(jīng)歷的時(shí)間是多少?若要使從A端射入的光線不論入射角多大，都能在纖維中發(fā)生全反射，而從B端射出，纖維的折射率不能小于多少?【解析】：(1【解析】：(1)如圖所示，要求在纖維中發(fā)生全反射，其臨1界角C有：sinC二。n又從A面入射的光線的折射角:'-，所以:由折射定律：i=arcsinn2-1c(2)光在纖維中傳播的速度v，c為光在真空中傳播的速度.n光在沿纖維