?全反射
知識點：全反射
一、全反射
1．光疏介質和光密介質
(1)光疏介質：折射率較小(填“大”或“小”)的介質．
(2)光密介質：折射率較大(填“大”或“小”)的介質．
(3)光疏介質與光密介質是相對(填“相對”或“絕對”)的．
2．全反射現(xiàn)象
(1)全反射：光從光密介質射入光疏介質時，同時發(fā)生折射和反射．若入射角增大到某一角度，折射光線完全消失，只剩下反射光線的現(xiàn)象．
(2)臨界角：剛好發(fā)生全反射，即折射角等于90°時的入射角．用字母C表示，光從介質射入空氣(真空)時，發(fā)生全反射的臨界角C與介質的折射率n的關系是sin C＝.
(3)全反射發(fā)生的條件
①光從光密介質射入光疏介質．
②入射角等于或大于臨界角．
二、全反射棱鏡
1．形狀：截面為等腰直角三角形的棱鏡．
2．全反射棱鏡的特點：當光垂直于它的一個界面射入后，都會在其內部發(fā)生全反射，與平面鏡相比，它的反射率很高．
三、光導纖維
1．原理：利用了光的全反射．
2．構造：由內芯和外套兩層組成．內芯的折射率比外套的大，光傳播時在內芯與外套的界面上發(fā)生全反射．
3．光導纖維除應用于光纖通信外，還可應用于醫(yī)學上的內窺鏡等．
4．光纖通信的優(yōu)點是傳輸容量大、衰減小、抗干擾性及保密性強等．
技巧點撥
一、全反射
1．光疏介質和光密介質
(1)光疏介質和光密介質的比較

光的傳播速度
折射率
光疏介質
大
小
光密介質
小
大

(2)相對性：光疏介質、光密介質是相對的．任何兩種透明介質都可以通過比較光在其中傳播速度的大小或折射率的大小來判斷誰是光疏介質或光密介質．
(3)光疏和光密是從介質的光學特性來說的，并不是它的密度大?。?，酒精的密度比水小，但酒精和水相比酒精是光密介質．
2．全反射
(1)全反射的條件：
①光由光密介質射入光疏介質．
②入射角大于或等于臨界角．
(2)從能量角度來理解全反射：當光從光密介質射入光疏介質時，隨著入射角增大，折射角也增大．同時折射光線強度減弱，即折射光線的能量減小，反射光強度增強，能量增加，當入射角達到臨界角時，折射光線強度減弱到零，反射光的能量等于入射光的能量．
3．不同色光的臨界角：不同顏色的光由同一介質射向空氣或真空時，頻率越高的光的臨界角越小，越易發(fā)生全反射，說明頻率越高的色光在同一種介質中的折射率越大．
二、全反射棱鏡
全反射棱鏡改變光路的幾種情況
　　　入射方式
項目　　　　
方式一
方式二
方式三
光路圖



入射面
AB
AC
AB
全反射面
AC
AB、BC
AC
光線方向改變角度
90°
180°
0°(發(fā)生側移)
三、光導纖維
1．構造及傳播原理
(1)構造：光導纖維是一種透明的玻璃纖維絲，直徑只有幾微米到一百微米，如圖5所示，它是由內芯和外套兩層組成的，內芯的折射率大于外套的折射率．

圖5
(2)傳播原理：光由一端進入，在兩層的界面上經(jīng)過多次全反射，從另一端射出，光導纖維可以遠距離傳播光信號，光信號又可以轉換成電信號，進而變?yōu)槁曇?、圖像．
2．光導纖維的折射率：設光導纖維的折射率為n，當入射角為θ1時，進入光導纖維的光線傳到側面恰好發(fā)生全反射，則有：sin C＝，n＝，C＋θ2＝90°，由以上各式可得：sin θ1＝.
由圖6可知：當θ1增大時，θ2增大，由光導纖維射向空氣的光線的入射角θ減小，當θ1＝90°時，若θ＝C，則所有進入光導纖維中的光線都能發(fā)生全反射，即解得n＝.

圖6
以上是光從光導纖維射向真空時得到的折射率，由于光導纖維包有外套，外套的折射率比真空的折射率大，因此折射率要比大些．
例題精練
1．（東昌府區(qū)校級模擬）如圖，光導纖維由內芯和外套兩部分組成，內芯折射率比外套的大，光在光導纖維中傳播時，光在內芯和外套的界面上發(fā)生全反射。假設外套為空氣，一束紅光由光導纖維的一端射入內芯，紅光在內芯與空氣的界面上恰好發(fā)生全反射，經(jīng)時間t1從另一端射出；讓另一束綠光也從另一長度相同的光導纖維的一端射入，綠光在內芯與空氣的界面上也恰好發(fā)生全反射，經(jīng)時間t2從另一端射出。下列說法正確的是（　?。?br />
A．內芯對紅光的折射率n1與對綠光的折射率n2之比為
B．內芯對紅光的折射率n1與對綠光的折射率n2之比為
C．紅光在內芯中的傳播速度v1與綠光在內芯中的傳播速度v2之比為
D．紅光在內芯中的傳播速度v1與綠光在內芯中的傳播速度v2之比為
【分析】光在內芯和外套的界面上發(fā)生全反射，所以光在兩種界面處的入射角等于臨界角C，根據(jù)幾何關系求出光傳播的路程，即可求出光傳播的時間，再通過臨界角與折射率的關系進而求折射率和速度。
【解答】解：AB、設光纖長度為L，光在界面上恰好發(fā)生全反射，入射角與反射角都等于臨界角C，則光線在光纖內傳播如圖，

對于紅光，，再根據(jù)（其中c為真空中光速），得：；同理綠光有：，所以，，故A正確，B錯誤。
CD、，故CD錯誤
故選：A。
【點評】本題考查借助光導纖維考查了光的全反射和光的傳播，抓住光在內芯和外套的界面上發(fā)生全反射時，光在兩種界面處的入射角等于臨界角C這個條件，此題便迎刃而解。

隨堂練習
1．（南陽期中）如圖所示，紅光對一長方體透明介質的折射率為1.8，一紅色細光束以入射角θ射到AB面上的P點。若AD足夠長，下列說法正確的是（　　）

A．當θ足夠大時，在P點將發(fā)生全反射
B．當θ足夠大時，光可以從AD面向外射出
C．當θ足夠小時，光可以從AD面向外射出
D．無論θ多大，光都不能從AD面向外射出
【分析】發(fā)生全反射的條件有二：一、光必須從光密介質射入光疏介質；二、入射角大于等于臨界角。當θ接近90°時，光線射到AD面上的入射角最小，將此入射角與臨界角公式比較，判斷光線能否在AD面上發(fā)生全反射，即可判斷光線能否從AD面向外射出。
【解答】解：A、發(fā)生全反射的必要條件是光必須從光密介質射入光疏介質，可知，無論θ多大，光線在P點都不能發(fā)生全反射，故A錯誤；
BCD、當θ接近90°時，光線在AB面上的折射角最大，設為r，光線射到AD面上的入射角最小，設為i。
根據(jù)折射定律得 n，得sinr
由數(shù)學知識可知 sini＝cosr
設全反射臨界角為C，則sinC
可知，sini＞sinr，所以，無論θ多大，光在AD面上都要發(fā)生全反射，則光都不能從AD面向外射出，故BC錯誤，D正確。
故選：D。

【點評】本題關鍵掌握折射定律和全反射的條件，作出臨界光線，對數(shù)學幾何能力要求較高，需要加強訓練。
2．（河南期中）關于波下列說法正確的有（　?。?br /> A．用光導纖維束傳送信息是光的衍射的應用
B．白光通過三棱鏡在屏上出現(xiàn)彩色條紋是光的一種干涉現(xiàn)象
C．波源勻速靠近一靜止的接收者，接收者接收到的頻率比波源的頻率小
D．露珠的晶瑩透亮現(xiàn)象，是由光的全反射引起的
【分析】當光從光密介質射入光疏介質，入射角大于臨界角時，光線全部反射回原介質的現(xiàn)象叫全反射現(xiàn)象；用光導纖維傳播信號失真小，衰減小，傳輸距離遠。
【解答】解：A、用光導纖維傳播信號是光的全反射的應用，失真小，衰減小，傳輸距離遠，故A錯誤；
B、白光通過三棱鏡在屏上出現(xiàn)彩色條紋是光的一種光的折射現(xiàn)象；故B錯誤；
C、根據(jù)多普勒效應可知，波源沿直線勻速靠近一靜止接收者，則接收者接收到波信號的頻率會比波源頻率高，故C錯誤；
D、露珠的晶瑩透亮現(xiàn)象，是由于光的全反射形成的，故D正確；
故選：D。
【點評】本題考查了光的干涉、光的衍射、光的折射和光的全反射，同時掌握偏振原理，與多普勒效應現(xiàn)象的規(guī)律。

綜合練習
一．選擇題（共11小題）
1．（常州期末）下列說法正確的是（　?。?br /> A．物體做受迫振動時，振幅與物體本身無關
B．光纖通信是激光和光導纖維相結合實現(xiàn)的
C．火車以接近光速通過站臺時車上乘客觀察到站臺上的旅客變矮
D．全息照相技術是光的衍射原理的具體應用
【分析】當周期性驅動力的頻率和物體的固有頻率相等時振幅達到最大，即共振；光纖通信是激光的頻率單一性；全息照片的拍攝利用了光的干涉；根據(jù)尺縮效應即可解釋。
【解答】解：A、只有當周期性驅動力的頻率和物體的固有頻率相等時振幅達到最大，即發(fā)生共振；驅動力頻率與系統(tǒng)的自由振動的頻率不一定相等，故A錯誤；
B、光纖通信是激光和光導纖維相結合的產(chǎn)物，利用了激光的頻率單一性的特點，故B正確；
C、根據(jù)尺縮效應，沿物體運動的方向上的長度將變短，火車以接近光束通過站臺時，車上乘客觀察到站在站臺上旅客變瘦，而不是變矮，故C錯誤；
D、全息照片的拍攝利用了光的干涉原理，故D錯誤；
故選：B。
【點評】考查共振現(xiàn)象、光的干涉、及光的相對論等知識點的內容，理解各種現(xiàn)象的原理，注意激光的各自特點及用途，注意尺縮效應的方向是解答的關鍵。
2．（靜海區(qū)校級期末）華裔科學家高錕獲得2009年諾貝爾物理獎，他被譽為“光纖通訊之父”。光纖通訊中信號傳播的主要載體是光導纖維，它的結構如圖所示，其內芯和外套材料不同，光在內芯中傳播。下列關于光導纖維的說法中正確的是（　　）

A．內芯的折射率比外套的小，光傳播時在內芯與外套的界面上發(fā)生全反射
B．內芯的折射率比外套的大，光傳播時在內芯與外套的界面上發(fā)生全反射
C．波長越短的光在光纖中傳播的速度越大
D．頻率越大的光在光纖中傳播的速度越大
【分析】發(fā)生全反射的條件是：一是光必須從光密介質射入光疏介質，即從折射率的介質射入折射率小的介質；二是入射角大于臨界角。當內芯的折射率比外套的大時，光在界面上才能發(fā)生全反射。波長越長、頻率越小的光，介質對它的折射率越小，根據(jù)公式v，光在光纖中傳播的速度越大。
【解答】解：AB、當內芯的折射率比外套的大時，光傳播時在內芯與外套的界面上才能發(fā)生全反射。故A錯誤，B正確；
CD、波長越短的光，頻率越大，介質對它的折射率n越大，根據(jù)公式v，光在光纖中傳播的速度越小，故CD錯誤。
故選：B。
【點評】對于全反射關鍵抓住發(fā)生全反射的條件。對于波長、頻率與折射率的關系，可借助光的色散、干涉實驗結果加深理解、記憶。
3．（孝感模擬）如圖所示，一根粗細均勻的半圓形玻璃棒，折射率為1.5，半徑為R，兩端面A、B均為正方形，寬度為d。令一束平行光垂直于端面A入射，要使入射光線全都從另一端面B射出，則R與d之比的最小值應為（　?。?br />
A．2 B．1 C．3 D．1.5
【分析】從A端口的最右邊一點發(fā)生全反射，其他的光線就都能發(fā)生全反射。根據(jù)由折射定律和幾何知識結合求解。
【解答】解：從A端口的最右邊一點發(fā)生全反射，其他的光線就都能發(fā)生全反射了，由臨界角與折射率的關系公式可知：sinC
又sinC
解得：
故選：A。
【點評】本題考查全反射，解題的關鍵在于題目中幾何關系的應用，只有根據(jù)幾何關系解出臨界角的正弦才能求出正確結果。
4．（鄂爾多斯一模）如圖所示的長直光纖，柱芯為玻璃，外層以折射率較玻璃為低的介質包覆．若光線自光纖左端進入，與中心軸的夾角為θ，則下列有關此光線傳遞方式的敘述正確的是（　?。?br />
A．不論θ為何值，光線都不會發(fā)生全反射
B．不論θ為何值，光線都會發(fā)生全反射
C．θ足夠小時，光線才會發(fā)生全反射
D．0足夠大時，光線才會發(fā)生全反射
【分析】發(fā)生全反射的條件是：一是光必須從光密介質射入光疏介質，即從折射率的介質射入折射率小的介質；二是入射角大于臨界角．當內芯的折射率比外套的大時，光在界面上才能發(fā)生全反射．根據(jù)全反射的條件，分析入射角應滿足的條件．
【解答】解：根據(jù)發(fā)生全反射的條件是：一是光必須從光密介質射入光疏介質，即從折射率的介質射入折射率小的介質；二是入射角大于臨界角。
當θ足夠小時，則使得入射光的入射角大于臨界角，從而光線會發(fā)生全反射，故C正確，ABD錯誤；
故選：C。
【點評】解決本題本題的關鍵掌握發(fā)生全反射的條件和幾何知識進行分析，難度不大．并考查光學中全反射的相關問題，難度中等．
5．（淄博三模）三種透明介質疊放在一起，且相互平行，一束光在Ⅰ和Ⅱ兩介質的界面上發(fā)生了全反射后，射向Ⅱ和Ⅲ兩介質界面，發(fā)生折射如圖所示，設光在這三種介質中的速率v1、v2、v3，則它們的大小關系是 （　　）

A．v1＞v2＞v3 B．v1＞v3＞v2 C．v1＜v2＜v3 D．v2＞v1＞v3
【分析】當光從光密介質進入光疏介質時才可能發(fā)生全反射，根據(jù)全反射現(xiàn)象，判斷折射率的大小，確定光速的大?。?br /> 【解答】解：據(jù)題，光在Ⅰ和Ⅱ兩介質的界面上發(fā)生了全反射，說明Ⅰ的折射率小于Ⅱ的折射率，即n1＜n2．光射向Ⅱ和Ⅲ兩介質界面時發(fā)生了折射，而且折射角大于入射角，說明Ⅱ的折射率大于Ⅲ的折射率，即n2＞n3．介質Ⅰ與Ⅲ相比較，介質Ⅰ的折射率小于介質Ⅲ的折射率，即有n1＜n3．所以有n2＞n3＞n1，
根據(jù)光在這三種介質中的速率公式v得知，光速與折射率成正比，則v1＞v3＞v2。
故選：B。
【點評】本題考查光波等波動知識，光波部分折射定律是重點，全反射是熱點．
6．（寶雞二模）下列有關光現(xiàn)象的說法中正確的是（　　）
A．在電磁波譜中最容易發(fā)生衍射的是γ射線
B．光導纖維絲的內芯材料的折射率比外套材料的折射率小
C．在光的雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由綠光改為黃光，則條紋間距變寬
D．在水中的潛水員斜向上看岸邊的物體時，看到的物體將比物體所處的實際位置低
【分析】雙縫干涉的條紋間距△xλ；波長越長，越容易發(fā)生衍射；光導纖維絲的原理是全反射；根據(jù)光的全反射條件，光從光密介質進入光疏介質，且入射角大于或等于臨界角；由光的折射現(xiàn)象，即可判定．
【解答】解：A、波長越長，越容易發(fā)生衍射，在電磁波譜中最容易發(fā)生衍射的是無線電波。故A錯誤；
B、光導纖維絲的原理是全反射，光導纖維絲的內芯材料的折射率比外套材料的折射率大。故B錯誤；
C、雙縫干涉的條紋間距△xλ，其中L是指屏和雙縫之間的距離，d兩縫之間距離，若僅將入射光由綠光改為黃光，由于黃光的頻率小，波長大，所以則條紋間距變寬。故C正確；
D、由光折射現(xiàn)象可知，看到的物體的像將比物體所處的實際位置高。故D錯誤。
故選：C。
【點評】該題中掌握了雙縫干涉的條紋間距與L、d和λ之間的關系△xλ，是解決本題的關鍵所在．其他的幾個知識點都是記憶性的知識點，比較簡單．
7．（2010秋?臨沂校級月考）華裔科學家高錕因發(fā)明“光導纖維”而獲得諾貝爾獎，高錕的研究為人類進入光纖通訊的新紀元打開了大門．如圖所示，a、b兩束單色光合在一起同時從光導纖維的左端面垂直射入，其中a單色光先射出右端面，則下列判斷正確的是（　　）

A．a(chǎn)光的頻率高于b光的頻率
B．a(chǎn)光的折射率比b光的折射率大
C．a(chǎn)光在真空中的速度大于b光在真空中的速度
D．a(chǎn)光在真空中的波長大于b光在真空中的波長
【分析】根據(jù)光在介質中傳播速度v，結合傳播時間可知，光的介質中折射率的大小，再由特殊值代入法，即可求解．
【解答】解：由題意可知，a、b兩束單色光合在一起同時從光導纖維的左端面垂直射入，a單色光先射出右端面，則說明a光在介質中傳播速度較大，
根據(jù)公式v，即其折射率較小，因此可假設a光是紅光，則b光為紫光，
A、因此a光的頻率低于b光的頻率，故A錯誤；
B、a光的折射率比b光的折射率小，故B錯誤；
C、a光在真空中的速度等于b光在真空中的速度，故C錯誤；
D、根據(jù)，頻率越高的，波長越短，因此a光在真空中的波長大于b光在真空中的波長，故D正確；
故選：D。
【點評】考查光的傳播過程中，折射率與傳播速度的關系，理解波長與頻率的關系，注意使用假設法可降低解題的難度．
8．下列說法正確的是（　?。?br /> A．光纖通信、全息照相及醫(yī)用纖維式內窺鏡都是利用了光的全反射原理
B．一個單擺在海平面上的振動周期為T，那么將其放在高山之巔，其振動周期一定變小
C．在光的雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由紅光改為綠光，則干涉條紋間距變小
D．X射線在磁場中能偏轉，穿透能力強，可用來進行人體透視
【分析】根據(jù)光的干涉與全反射原理及其應用分析判定。
根據(jù)單擺周期公式T＝2π分析，放在某高山之巔，重力加速度變化，導致周期變化。
光的雙縫干涉實驗中，則干涉條紋間距隨著波長越長而變寬。
X射線不帶電，穿透能力強。
【解答】解：A、光纖通信和醫(yī)用纖維式內窺鏡的工作原理是光的全反射，但全息照相不是利用全反射，利用了光的干涉，故A錯誤；
B、單擺的周期公式：T＝2π，其放在某高山之巔，重力加速度變小，其振動周期一定大，故B錯誤；
C、光的雙縫干涉實驗中，若僅將入射光由紅光改為綠光，由于波長變短，根據(jù)公式：△xλ，則干涉條紋間距變小，故C正確；
D、X射線穿透力較強，但它不帶電，不能在磁場中偏轉，故D錯誤。
故選：C。
【點評】此題考查了光的干涉、全反射、單擺周期，X射線等相關知識，解題的關鍵是明確全反射的應用，理解單擺的周期公式，注意干涉條紋間距公式的內容。
9．（西城區(qū)校級期末）兩種單色光，從玻璃射向空氣時，發(fā)生全反射的臨界角分別是C1、C2，且C1＜C2，這兩種單色光在玻璃中的傳播速度v1、v2，波長λ1、λ2，它們的光子能量E1、E2，則下列比較結論正確的是（　　）
A．v1＜v2，λ1＜λ2，E1＞E2 B．v1＞v2，λ1＜λ2，E1＜E2
C．v1＜v2，λ1＞λ2，E1＜E2 D．v1＞v2，λ1＞λ2，E1＞E2
【分析】根據(jù)光的全反射臨界角公式sinC 分析折射率的大小。根據(jù)公式v分析光在玻璃中傳播速度關系。根據(jù)折射率越大，頻率越大，光子能量越大，分析光子能量關系。
【解答】解：根據(jù)光的全反射臨界角公式sinC 分析知，C1＜C2．則有n1＞n2
結合v，則有v1＜v2
根據(jù)折射率越大，波長越小，頻率越大，光子能量越大，知有λ1＜λ2，E1＞E2．故A正確，BCD錯誤。
故選：A。
【點評】本題的關鍵是掌握全反射臨界角公式sinC、折射率與傳播速度、波長和頻率的關系。
10．（棗強縣校級月考）國內最長的梅溪湖激光音樂噴泉采用了世界一流的噴泉、燈光和音響設備。假設噴泉的水池中某一彩燈發(fā)出的一條光線在水面的入射角為30°，從水面上射出時的折射角是45°．則下列說法正確的是（　?。?br /> A．光在水面發(fā)生全反射的臨界角為30°
B．光在水面發(fā)生全反射的臨界角為60°
C．被水池中m深處的一彩燈（視為點光源）照亮的水面面積約為25m2
D．被水池中m深處的一彩燈（視為點光源）照亮的水面面積約為22m2
【分析】通過光在水面上的入射角和折射角，根據(jù)折射定律求出水的折射率大小，根據(jù)sinC 求出光在水面上發(fā)生全反射的臨界角；
做出光路圖，求出光線射出點與光源之間的水平距離，然后由圓面積的公式即可求出。
【解答】解：AB、由于i＝45°，r＝30°，根據(jù)折射定律n
得：n
剛好全反射，有n
解得：C＝45°，故AB錯誤；
CD、被水池中m深處的一彩燈（視為點光源）照亮的水面，做出光路圖如圖，

由幾何知識得：sinC
又：S＝πR2
聯(lián)立解得：S＝22m2，故C錯誤，D正確。
故選：D。
【點評】解決本題的關鍵掌握光的折射定律n，以及臨界角與折射率的關系sinC，注意入射角與折射角是針對光從空氣射入介質中的情況。
11．（雨城區(qū)校級期中）2009年諾貝爾物理學獎授予英國華裔物理學家高錕，以表彰他在光纖通信研究中的突出貢獻。光纖通信是利用了光的全反射的原理，光導纖維由內芯和外套兩層組成。下列有關光導纖維的說法中正確的是（　?。?br />
A．內芯的折射率比外套大，光傳播時在內芯與外套的界面發(fā)生全反射
B．內芯的折射率比外套小，光傳播時在內芯與外套的界面發(fā)生全反射
C．內芯的折射率比外套小，光傳播時在內芯與外套的界面發(fā)生折射
D．內芯的折射率與外套相同，外套的材料有韌性，可以對內芯起保護作用
【分析】光導纖維內芯和外套材料不同，所以具有不同的折射率。要想使光的損失最小，光在光導纖維里傳播時一定要發(fā)生全反射。
【解答】解：全反射的條件是光從光密介質進入光疏介質，入射角大于等于臨界角；
所以內芯的折射率大于外套的折射率，光傳播時在內芯和外套的界面上發(fā)生全反射，故A正確，BCD錯誤；
故選：A。
【點評】考查光的全反射的條件，理解從光密介質進入光疏介質，同時注意入射角大于臨界角。
二．多選題（共10小題）
12．（湖南月考）下列說法正確的是（　?。?br /> A．光從一種介質進入另一種介質中時，其頻率保持不變
B．在合適條件下，電磁波和機械波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象
C．光從空氣射入水中時，也可能發(fā)生全反射現(xiàn)象
D．紫外線比紅外線的頻率高，同一光學材料對紫外線的折射率更大
E．對于同一雙縫干涉裝置，紅光的干涉條紋寬度小于紫光的干涉條紋寬度
【分析】明確光的性質，知道頻率是由波源決定的，一切波均具有干涉和衍射現(xiàn)象；明確全反射發(fā)生的條件是由光密介質射向光疏介質；知道同一光學材料對頻率大的光折射率越大，同時明確電磁波譜的基本內容，知道紅外線的頻率比紫外線??；會用同一雙縫干涉裝置條紋間距公式△x分析條紋間距的大小關系。
【解答】解：A、光的傳播頻率由光源決定，故光由一種介質進入另一種介質時頻率不變，故A正確；
B、干涉、衍射是波所特有的現(xiàn)象，在合適的條件下，電磁波和機械波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象，故B正確；
C、光從空氣射入玻璃時是從光疏介質射向光密介質，不可能發(fā)生全反射，故C錯誤；
D、根據(jù)電磁波譜可知紅外線頻率比紫外線低，同一光學材料對頻率大的光折射率越大，故同一光學材料對紫外線的折射率更大，故D正確；
E、根據(jù)電磁波譜可知，紅光的波長大于紫光的波長，由△x可知，對于同一雙縫干涉裝置，紅光的干涉條紋寬度大于紫光的干涉條紋寬度，故E錯誤。
故選：ABD。
【點評】解決本題的關鍵知道電磁波和機械波的特點，并且知道它們的共性和區(qū)別，同時明確光的發(fā)生全反射的條件以及光的干涉條紋間距公式。
13．（浙江模擬）A、B兩種單色光從水中射向空氣，發(fā)生全反射的臨界角分別為α、β，α＞β，下列說法正確的是（　?。?br /> A．A、B分別用同一套雙縫干涉實驗裝置進行實驗，A光的干涉條紋間距比B光大
B．A光在水中的傳播速度比B光小
C．用強度相同的A、B光束照射同一種金屬，都有光電子飛出，則A光的飽和電流大，B光的遏止電壓大
D．A光子的動量比B光子大
【分析】根據(jù)光的臨界角與折射率的關系比較光的折射率大小，從而比較出光的波長和頻率大小，根據(jù)v比較光在水中的速度。根據(jù)E＝hγ分析光子能量的大小。根據(jù)sinC判斷臨界角的大小。結合雙縫干涉條紋間距與波長成正比分析條紋間距的關系，結合光電效應方程分析。
【解答】解：光在兩種介質的界面處發(fā)生全反射時，sinC，由題，A、B兩種單色光從水中射向空氣，發(fā)生全反射的臨界角分別為α、β，α＞β，則A的折射率小于B的折射率，A的頻率小于B的頻率。
A、A光的折射率較小，則波長較長，而雙縫干涉條紋間距與波長成正比，則A光的條紋間距大于B光的條紋間距，故A正確；
B、A光的折射率較小，根據(jù)v知A光在水中傳播速度比B光大，故B錯誤；
C、A的頻率小，強度相同的A、B光束中A的光子個數(shù)多；由：eUc＝Ekm＝hγ﹣W0，可知用強度相同的A、B光束照射同一種金屬，都有光電子飛出，則A光的飽和電流大，B光的遏止電壓大，故C正確；
D、光子的動量：p，A的波長大，所以A的動量小，故D錯誤。
故選：AC。
【點評】解決本題的突破口在于通過光的偏折程度比較出光的折射率，知道折射率、頻率、波長、在介質中速度等大小關系。
14．（山東）截面為等腰直角三角形的三棱鏡如圖甲所示。DE為嵌在三棱鏡內部緊貼BB′C′C面的線狀單色可見光光源，DE與三棱鏡的ABC面垂直，D位于線段BC的中點。圖乙為圖甲中ABC面的正視圖。三棱鏡對該單色光的折射率為，只考慮由DE直接射向側面AA'C'C的光線。下列說法正確的是（　?。?br />
A．光從AA′C′C面出射的區(qū)域占該側面總面積的
B．光從AA′C′C面出射的區(qū)域占該側面總面積的
C．若DE發(fā)出的單色光頻率變小，AA′C′C面有光出射的區(qū)域面積將增大
D．若DE發(fā)出的單色光頻率變小，AA′C′C面有光出射的區(qū)域面積將減小
【分析】根據(jù)求出臨界角，根據(jù)幾何關系和折射定律可知，M恰好為AC的中點，光線只能從MC段射出，光從AA′C′C面出射的區(qū)域有一半的面積有光線射出；光的頻率變小，折射率也會變小，導致臨界角會增大，這時M點上方也會有光線出射，因此出射光線區(qū)域的面積將增大。
【解答】解：AB、由題意可知：，可知臨界角為45o，因此從D點發(fā)出的光，豎直向上從M點射出的光線恰好是出射光線的邊緣，同時C點也恰好是出射光線的邊緣，如圖所示：

因此光線只能從MC段射出，根據(jù)幾何關系可知，M恰好為AC的中點，因此在平面上有一半的面積有光線射出，故A正確，B錯誤；
CD、由于頻率越高，折射率越大，當光源發(fā)出的光的頻率變小，折射率也會變小，導致臨界角會增大，這時M點上方也會有光線出射，因此出射光線區(qū)域的面積將增大，故C正確，D錯誤。
故選：AC。
【點評】本題考查了全反射、折射定律、臨界角等是幾何光學問題，解決本題的關鍵是抓住臨界狀態(tài)，作出光路圖，借助幾何關系求解。
15．（蘭陵縣期中）如圖所示，一個折射率為的三棱鏡，頂角是45°，有一束光以圖示方向射到三棱鏡上，入射角為i（0＜i＜90°），下列關于這束光的傳播過程（不考慮兩次反射）的四項判斷，其中正確的是（　?。?br />
A．在兩個界面都會發(fā)生反射現(xiàn)象
B．在兩個界面都可能發(fā)生折射現(xiàn)象
C．在界面Ⅰ不可能發(fā)生全反射
D．在界面Ⅱ可能發(fā)生全反射現(xiàn)象
【分析】根據(jù)反射定律中入射角等于反射角，利用幾何三角形知識求入射光在I、II兩界面入射角大小，比較臨界角的大小。根據(jù)全反射的條件進行分析。
【解答】解：A、光想一種介質進入另一種介質時，都會發(fā)生反射，故A正確；
BD、根據(jù)sinC知全反射的臨界角為C＝45°，當i1最小時，在Ⅱ界面上入射角i2最大，根據(jù)幾何關系知，在Ⅱ界面上的入射角i2＜45°＝C．不會發(fā)生全反射，但在兩個界面都可能發(fā)生折射現(xiàn)象，故B正確，D錯誤；

C、在界面Ⅰ上，光線由空氣進入介質，不可能發(fā)生全反射，故C正確。
故選：ABC。
【點評】本題考查了光的全反射，重點是根據(jù)三角形知識求出在第二個界面處的入射角。
16．（武清區(qū)校級模擬）如圖所示，一光束包含兩種不同頻率的單色光，從空氣射向兩面平行玻璃磚的上表面，玻璃磚下表面有反射層，光束經(jīng)兩次折射和一次反射后，從玻璃磚上表面分為兩束單色光射出，a、b分別為兩束單色光的出射點，下列說法正確的是（　?。?br />
A．a(chǎn)光的頻率小于b光的頻率
B．在空氣中a光的波長小于b光的波長
C．出射光束a、b一定相互平行
D．a(chǎn)、b兩色光從同種玻璃射向空氣時，a光發(fā)生全反射的臨界角大
【分析】作出光路圖，根據(jù)光線的偏折程度比較兩色光的折射率大小，從而比較出頻率和波長的大小。通過折射率大小，根據(jù)sinC比較發(fā)生全反射的臨界角大小。根據(jù)光的反射定律和折射定律分析出射光束的關系。
【解答】解：A、作出光路圖如圖所示，可知光從空氣射入玻璃時a光的偏折程度較大，則a光的折射率較大，頻率較大，故A錯誤；
B、a光的頻率大于b光的頻率，由c＝λf知在空氣中，a光的波長小于b光的波長，故B正確；
C、因為a、b兩光在上表面的折射角與反射后在上表面的入射角分別相等，根據(jù)幾何知識可知出射光束一定相互平行，故C正確；
D、因為a光的折射率較大，根據(jù)sinC比較知a光的臨界角小，故D錯誤。
故選：BC。

【點評】解決本題的關鍵是作出光路圖，通過光線的偏折程度比較出光的折射率大小，并掌握折射率與波長、臨界角等之間的關系。
17．（貴陽模擬）下列有關光學現(xiàn)象的說法正確的是（　?。?br /> A．光從光疏介質射入光密介質，若入射角大于臨界角，則一定不能發(fā)生全反射
B．做雙縫干涉實驗時，用紅光替代紫光，相鄰明條紋間距變小
C．在白光下觀察肥皂泡，其表面的相鄰各條紋是等間距的
D．在同一種物質中，波長越短的光傳播速度越小
E．光的偏振現(xiàn)象表明光是橫波
【分析】發(fā)生全反射的必要條件是光從光密介質射入光疏介質。雙縫干涉條紋間距與波長成正比。在白光下肥皂泡呈現(xiàn)的彩色是光的干涉現(xiàn)象。在同一種物質中，波長越短的光傳播速度越小。偏振是橫波的特有現(xiàn)象。根據(jù)這些知識解答。
【解答】解：A、全反射發(fā)生的條件是光從光密介質進入光疏介質，且入射角大于或等于臨界角，故A正確；
B、根據(jù)雙縫干涉實驗相鄰條紋間距△xλ，知波長越長，則雙縫干涉條紋間距越大，而紅光的波長大于紫光波長，則紅光的干涉條紋間距比紫光的大，故B錯誤；
C、根據(jù)△xλ以及不同顏色的光波長不同，可知，不同顏色的光產(chǎn)生的干涉條紋間距不同，故在白光下觀察肥皂泡，其表面的相鄰各條紋的間距是不等的，故C錯誤；
D、在同一種物質中，不同波長的光傳播速度不同，波長越短，介質對這種光的折射率越大，波速越小，故D正確；
E、光的偏振現(xiàn)象證明了光是橫波，縱波不能發(fā)生光的偏振現(xiàn)象，故E正確。
故選：ADE。
【點評】本題考查物理光學的知識，要掌握光的全反射條件，以及干涉、偏振、光速等知識，注重對基礎知識的積累，加強對基本概念的深入理解，是學習物理的關鍵。
18．（東勝區(qū)校級月考）兩種單色光分別通過同一雙縫干涉裝置得到的干涉圖樣如圖甲、乙所示。圖丙中有一半圓玻璃磚，O是圓心，MN是法線，PQ是足夠長的光屏。甲單色光以入射角i由玻璃磚內部射向O點，折射角為r。則下列說法正確的是（　?。?br />
A．乙光以i入射時一定發(fā)生全反射
B．甲光的頻率比乙光的頻率大
C．光的干涉現(xiàn)象說明光是一列橫波
D．甲光在玻璃磚中的臨界角C滿足sinC
E．若繞O點逆時針旋轉玻璃磚，PQ上可能接收不到甲光
【分析】根據(jù)雙縫干涉條紋的特點判斷兩束光的波長關系，從而得到折射率關系和頻率的關系；根據(jù)臨界角公式sinC分析臨界角C的關系，從而全反射現(xiàn)象。光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波。
【解答】解：AB、根據(jù)雙縫干涉條紋的間距公式：△xλ，知甲的波長較小，乙的波長較大，所以甲的頻率大，乙的頻率小，對同一種介質，甲的折射率大。
根據(jù)全反射的臨界角：sinC可知甲的臨界角小，乙的臨界角大，當甲單色光以入射角i由玻璃磚內部射向O點發(fā)生折射時，乙光以i入射時一定不會發(fā)生全反射，故A錯誤，故B正確。
C、光的干涉現(xiàn)象說明光具有波動性，但不能說明光是橫波，光的偏振現(xiàn)象才能說明光是一種橫波。故C錯誤。
D、根據(jù)全反射的臨界角：sinC，結合：n，所以甲光在玻璃磚中的臨界角C滿足：sinC．故D正確。
E、若繞O點逆時針旋轉玻璃磚，隨i的增大，由于甲的臨界角小，先發(fā)生全反射，所以PQ上可能接收不到甲光，故E正確。
故選：BDE。
【點評】解決本題的關鍵是掌握雙縫干涉條紋的間距公式：△xλ和臨界角公式sinC，要知道偏振是橫波的特有現(xiàn)象，光的頻率越大，同一介質對這種光的折射率越大。
19．（武侯區(qū)校級月考）下列說法中正確的是（　?。?br /> A．雷達是利用聲波的反射來測定物體的位置的
B．光纖通信是激光和光導纖維相結合的產(chǎn)物
C．變化的電場產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場產(chǎn)生變化的電場，反映了電和磁是密不可分的
D．火車以接近光速通過站臺時，火車上乘客觀察到站在站臺上的旅客身高不變
【分析】雷達利用電磁波探測目標的電子設備，發(fā)射電磁波對目標進行照射并接收其回波，由此獲得目標至電磁波發(fā)射點的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、高度等信息；
光纖通信是激光的頻率單一性；
根據(jù)麥克斯韋電磁場理論分析C選項；
根據(jù)尺縮效應解釋D選項。
【解答】解：A、雷達是利用電磁波的反射來測定物體位置的，故A錯誤；
B、光纖通信是激光和光導纖維相結合的產(chǎn)物，利用了激光的頻率單一性的特點，故B正確；
C、根據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知，均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的電場，均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場，故C錯誤；
D、根據(jù)尺縮效應，沿物體運動的方向上的長度將變短，火車以接近光束通過站臺時，車上乘客觀察到站在站臺上旅客變瘦，而不是變矮，故D正確；
故選：BD。
【點評】考查共振現(xiàn)象、光的干涉、及光的相對論等知識點的內容，理解各種現(xiàn)象的原理，注意激光的各自特點及用途，注意尺縮效應的方向是解答的關鍵。
20．（濱州期末）下列說法正確的是（　?。?br /> A．在振動中，振動相位總是相同的兩個相鄰質點間的距離叫做波長
B．“只聞其聲不見其人”的現(xiàn)象，是由波的干涉產(chǎn)生的
C．“光纖通信”是利用了全反射的原理
D．簡諧運動表達式x＝Asin（ωt+φ）中，A表示振動的振幅，（ωt+φ）表示相位
E．單擺擺動過程中擺球所受的回復力與它偏離平衡位置的位移成正比，方向總是指向懸點
【分析】根據(jù)波長的嚴格定義，分析波長與質點間距離關系?！爸宦勂渎暡灰娖淙恕钡默F(xiàn)象，是由波的衍射現(xiàn)象?！肮饫w通信”是利用了全反射的原理。根據(jù)簡諧運動表達式中各個量的含義和單擺回復力的特點分析。
【解答】解：A、根據(jù)波長的定義可知，在振動中，振動相位總是相同的兩個相鄰質點間的距離叫做波長，故A正確。
B、“只聞其聲不見其人”的現(xiàn)象，是因為聲波的波長比較長，產(chǎn)生的聲波衍射現(xiàn)象，故B錯誤。
C、“光纖通信”是利用了全反射的原理，故C正確。
D、簡諧運動表達式x＝Asin（ωt+φ）中，A表示振動的振幅，（ωt+φ）表示相位，故D正確。
E、單擺擺動過程中擺球所受的回復力與它偏離平衡位置的位移成正比，方向總是指向平衡位置，故E錯誤。
故選：ACD。
【點評】解決本題的關鍵是掌握波動的基本知識，特別是要知道簡諧運動的回復力方向總是指向平衡位置，與位移方向相反。
21．（廣安模擬）兩種單色光通過間距均為0.36mm的雙縫得到的干涉圖樣如圖甲、乙所示。圖丙中有一半圓玻璃磚，O是圓心，MN是法線，PQ是足夠長的光屏。甲單色光以入射角i由玻璃磚內部射向O點，折射角為r。則下列說法正確的是 （　?。?br />
A．乙光以i入射時一定發(fā)生全反射
B．甲光光子能量大于乙光光子能量
C．光的干涉現(xiàn)象說明光是一種橫波
D．甲光在玻璃磚中的臨界角C滿足
E．若繞O點逆時針旋轉玻璃磚，PQ上可能接收不到甲光
【分析】根據(jù)雙縫干涉的特點判斷兩束光的頻率之間的關系；根據(jù)折射定律和臨界角公式sinC求臨界角C．光的偏振現(xiàn)象說明光是一種橫波。
【解答】解：根據(jù)雙縫干涉的寬度公式：，比較甲、乙可知，乙的波長較大，甲的波長較小，所以甲的頻率大，乙的頻率小，對同一種介質，甲的折射率大。
A、根據(jù)全反射的臨界角：sinC，可知甲的臨界角小，乙的臨界角大，當甲單色光以入射角i由玻璃磚內部射向O點，折射角為r，可知當乙光以i入射時一定不會發(fā)生全反射，故A錯誤；
B、甲的頻率大，乙的頻率小則甲光子的能量大，故B正確。
C、光的干涉現(xiàn)象說明光具有波動性，但不能說明光是橫波，故C錯誤。
D、根據(jù)全反射的臨界角：sinC，結合：n，所以甲光在玻璃磚中的臨界角：sinC．故D正確。
E、若繞O點逆時針旋轉玻璃磚，隨i的增大，由于甲的臨界角小，所以PQ上可能接收不到甲光，故E正確。
故選：BDE。
【點評】解決本題的關鍵是掌握光折射定律和臨界角公式sinC，要知道偏振是橫波的特有現(xiàn)象，同等條件下單縫越寬衍射越不顯著。
三．填空題（共9小題）
22．（迎澤區(qū)校級二模）水下有一向各個方向發(fā)光的點光源S，當點光源S下沉時，水面被照亮的面積　變大　（選填“變大”“變小”或“不變”）；若點光源S到水面的距離為h時，水面上發(fā)光區(qū)域的半徑為r，則水的折射率n＝　?。ㄓ胔和r表示）。
【分析】點光源發(fā)出的所有光線在水面處發(fā)生折射或全反射，對于位置已固定的點光源，d與R都是定值，根據(jù)臨界角公式和數(shù)學正弦定理結合解答即可。
【解答】解：點光源發(fā)出的光在水面處恰好發(fā)生全反射時，對應的臨界角滿足：sinC
設點光源的深度為h，則面被照亮的部分為一個圓，圓的半徑：r＝h?tanC，其中C是臨界角，可知水深度的增大，水面被照亮的面積變大；
若點光源S到水面的距離為h時，水面上發(fā)光區(qū)域的半徑為r，則：r＝h?tanC＝h?
可得水的折射率：n
故答案為：變大；
【點評】解決本題的關鍵是理解并掌握全反射條件，運用極限法確定臨界條件，運用數(shù)學知識解答。
23．（青山區(qū)校級期末）光在某種介質中傳播速度為1.5×108m/s，那么，光從此介質射向空氣并發(fā)生全反射的臨界角應為　30°?。?br /> 【分析】由于光是從液體射向空氣，所以折射定律公式中，折射率應該是折射角的正弦與入射角的正弦相比．當恰好發(fā)生全反射時的入射角叫臨界角．
【解答】解：由公式得：液體折射率n2；
正好發(fā)生全反射，則有sinC
所以C＝arcsinarcsin30°；
故答案為：30°．
【點評】若是光是從空氣射向液體則折射率應該是入射角的正弦與折射角的正弦相比．光的全反射必須從光密介質進入光疏介質，同時入射角大于臨界角．
24．（沈河區(qū)校級期末）下列說法中正確的是　DE　．
A．均勻變化的磁場能夠在空間產(chǎn)生電場
B．電磁波在真空和介質中傳播速度相同
C．任何兩束光都可以發(fā)生干涉
D．光導纖維傳播光信號利用了光的全反射原理
E．單縫衍射中，縫越窄，波長越長衍射現(xiàn)象越明顯
F．電磁波既可能是橫波，也可能是縱波．
【分析】變化的電場可以產(chǎn)生磁場；變化的磁場可以產(chǎn)生電場；均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場；均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的電場．電場和磁場交替產(chǎn)生，向外傳播，形成電磁波．電磁波可以在介質中傳播，也可以在真空中傳播，可以反射，也可以折射，只有在同一均勻介質中才能沿直線勻速傳播．發(fā)生明顯衍射的條件是孔徑、障礙物尺寸小于波長或者與波長相差不大；電磁波一定是橫波．
【解答】解：A、均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的電場，故A錯誤；
B、電磁波在真空中以光速C傳播，而在介質的傳播速度小于光速．故B錯誤．
C、只有頻率相同，相位差恒定的兩束光才能發(fā)生干涉，故C錯誤；
D、光導纖維傳播光信號利用了光的全反射原理，故D正確；
E、由于可見光的波長非常短，一般為微米數(shù)量級，所以，當縫越窄時衍射現(xiàn)象越明顯，對光波言，波長越長的光，其衍射越容易發(fā)生，現(xiàn)象越明顯，故E正確；
F、電磁波一定是橫波，故F錯誤．
故答案為：DE．
【點評】本題考查麥克斯韋電磁理論，只要熟讀概念就能順利解答；注意電磁場的變化分為均勻變化和周期性變化
25．（濟南三模）“光纖之父”高錕獲得2009年諾貝爾物理學獎的理由為﹣﹣“在光學通信領域光在光纖中傳輸方面所取得的開創(chuàng)性成就”．某有線制導導彈發(fā)射時，在導彈發(fā)射基地和導彈間連一根細如蛛絲的特制光纖，它雙向傳輸信號，能達到有線制導作用，光纖由纖芯和包層組成，其剖面如圖，為保證從光纖一端入射的光信號不會通過包層“泄漏”出去，光在光纖內部由纖芯射向纖芯與包層的界面時須發(fā)生　全反射　，故纖芯的折射率一定　大于　包層的折射率（選填“大于”、“小于”或“等于”）．若已知某光纖纖芯的折射率為n，光纖總長度為L，且暴露在空氣中，光從光纖一端以某一角度入射時，恰好能使入射的光信號無“泄漏”，求光在光纖內部傳播所需要的時間　t　（已知光在真空中的傳播速度為C）

【分析】發(fā)生全反射時光從折射率大的介質進入折射率小的介質，根據(jù)勻速運動公式求時間．
【解答】解：當光在纖芯與包層的界面發(fā)生全反射時，光信號不會泄漏出去；
而發(fā)生全反射的條件是從折射率大的介質進入折射率小的介質；
因此纖芯的折射率一定大于包層的折射率；
光在光纖中的速度v，設臨界角為C，則sinC，
由運動學公式L＝vtsinCt，所以：t．
故答案為：全反射；大于；t．
【點評】解決本題的關鍵對全反射要抓住發(fā)生全反射的條件：光密進入光疏，入射角大于臨界角．
26．（南昌校級模擬）據(jù)報道：2008年北京奧運會，光纖通信網(wǎng)將覆蓋所有奧運場館，為各項比賽提供安全可靠的通信服務．光纖通信利用光的全反射將大量信息高速傳輸，如圖所示，一條圓柱形的光導纖維，長為L，它的玻璃芯的折射率為n1，外層材料的折射率為n2，光在空氣中的傳播速度為c，光由它的一端射入經(jīng)多次全反射后從另一端射出（圖中所標的φ為全反射的臨界角），則：
①n1　＞　n2（填“＞”、“＝”或“＜”）；
②光通過光纜的時間為　?。?br />
【分析】光導纖維內芯和外套材料不同，所以具有不同的折射率．要想使光的損失最小，光在光導纖維里傳播時一定要發(fā)生全反射．
【解答】解：①若要發(fā)生全反射，則光從光密介質進入光疏介質，同時入射角大于或等于臨界角，即n1＞n2．
②若光恰好發(fā)生全反射，則光在光導纖維中運行的路程最長，則時間最長．
光在介質中的速度為：v，
傳播的路程為：s，
則傳播的最長時間為：t．
所以光從它的一端射入到從另一端射出所需要的時間小于等于．
故答案為：①＞；②．
【點評】光的全反射必須從光密介質進入光疏介質，同時入射角大于或等于臨界角，最后求解光傳播時間時，注意光的路程及光在其中的速度求解是解題的關鍵．
27．（2011春?鹿城區(qū)校級期中）2008年奧運會上，光纖通信網(wǎng)覆蓋了所有的奧運場館，為各項比賽提供安全、可靠的通信服務，光纖通信是利用光的全反射將大量信息高速傳輸．如圖是一根長為l的光導纖維，由內芯和包層兩層介質組成，其折射率分別為n1和n2，則n1?。尽2（填“＜”“＞”或“＝”）；若發(fā)生全反射的臨界角為θ，光在真空中的速度為c，則一束光從它的一個端面射入，又從另一端面射出所需的最長時間為　　．

【分析】光導纖維內芯和外套材料不同，所以具有不同的折射率．要想使光的損失最小，光在光導纖維里傳播時一定要發(fā)生全反射．
【解答】解：發(fā)生全反射的條件是：從光密介質到光疏介質，入射角大于或等于臨界角；
欲使光在n1和n2的界面上發(fā)生全反射，需有n1＞n2；
光在介質n1中的傳播最長路程為：x；
傳播速度為：v；
故最長時間：t；
故答案為：＞，．
【點評】光的全反射必須從光密介質進入光疏介質，同時入射角大于或等于臨界角．
28．（2011春?瓦房店市校級月考）一臺激光器，它的功率為P，如果它發(fā)射出的單色光在空氣中的波長為λ．則這束單色光的頻率是　　，它在時間t內輻射的光能為　Pt　，如果已知這束單色光在某介質中的傳播速度為v，那么這束單色光從該介質射向真空發(fā)生全反射的臨界角為　arcsin（）　﹣．
【分析】根據(jù)公式，即可求解；
依據(jù)W＝Pt，可求得輻射能量；
根據(jù)折射率n，結合臨界角概念，即可求解．
【解答】解：單色光在空氣中的波長為λ，根據(jù)公式，則有單色光的頻率是，
它在時間t內輻射的光能為E＝Pt，
單色光在某介質中的傳播速度為v，則折射率為n；
再由臨界角sinC；
解得：C＝arcsin（）．
故答案為：，Pt，arcsin（）．
【點評】考查波長與頻率的關系，掌握折射率與傳播速度的關系，理解臨界角的概念．
29．（2010秋?杏花嶺區(qū)校級月考）選修3﹣4
紅、黃、綠三種單色光以相同的入射角從水中射向空氣，若黃光恰能發(fā)生全反射，則　A　
A．綠光也一定能發(fā)生全反射
B．紅光也一定能發(fā)生全反射
C．紅、綠光都能發(fā)生全反射
D．紅、綠光都不能發(fā)生全反射。
【分析】根據(jù)臨界角公式sinθ和折射率不同，來確定三色光的臨界角的大小，再由黃光恰能發(fā)生全反射，去判斷是否正確。
【解答】解：由于紅、黃、綠三種單色光中綠光的折射率最大，紅光的折射率最小，則根據(jù)臨界角公式sinθ，可得：綠光的臨界角最小，紅光的臨界角最大。
若黃光恰能發(fā)生全反射，則說明從水中射出的入射角，小于紅光的臨界角，大于綠光的臨界角，所以綠光一定能發(fā)生全反射，紅光一定不能發(fā)生全反射。
故選：A
【點評】本題考查折射率與臨界角的關系，及能發(fā)生全反射的條件，是基本題。
30．如圖所示，AB為長l＝30km的光導纖維，一束激光從端面A射入，最后從端面B射出．已知光導纖維的折射率n＝1.35，光從纖維內側面向外射出時，臨界角的正弦值為0.9．求這束光從端面A傳播到端面B所用時間的最大值為　1.5×10﹣4s　，最小值為　1.35×﹣4s．　．（光在真空中的速度c＝3×108 m/s）

【分析】由v求出光在透明體中的傳播速度．當光垂直A端面射入時，通過的光程最短，所用時間最短；光以接近平行于A端面的方向射入時，折射角最大為臨界角C，α最小，光在透明體里通過的光程最長，時間最長．由幾何知識求出光在透明體里通過的路程S，由t解時間．
【解答】解：光在透明體中的傳播速度為v2.22×108m/s
垂直射入時，所用時間最短，為tmin＝1.35×10﹣4s
近平行于A端面的方向射入時，折射角最大為臨界角C，α最小，
∵sinC
光線恰好發(fā)生全反射，所需的時間最長，為tmax1.5×﹣4s．
故答案為：1.5×10﹣4s；1.35×﹣4s．

【點評】本題在掌握光在介質中速度公式v和臨界角公式sinC基礎上，關鍵分析時間最長的條件．

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2 全反射

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