高二物理人教版選擇性必修第一冊(cè)教學(xué)課件《全反射》

4.2全反射第四章

光教學(xué)目的1、知道什么是光疏介質(zhì)和光介質(zhì)．2.理解光的全反射現(xiàn)象，掌握發(fā)生全反射的條件．3.理解臨界角的物理意義，會(huì)根據(jù)公式確定光從介質(zhì)射入真空（空氣）時(shí)的臨界角．學(xué)習(xí)任務(wù)1、知道什么是光疏介質(zhì)和光介質(zhì)．2.理解光的全反射現(xiàn)象，掌握發(fā)生全反射的條件．3.理解臨界角的物理意義，會(huì)根據(jù)公式確定光從介質(zhì)射入真空（空氣）時(shí)的臨界角．全反射水中的氣泡看上去特別明亮，這是為什么呢？光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)光密介質(zhì)：折射率較大的介質(zhì)光疏介質(zhì)：折射率較小的介質(zhì)光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是相對(duì)的介質(zhì)1相對(duì)介質(zhì)2是光疏介質(zhì)介質(zhì)1與介質(zhì)2相對(duì)空氣都是光密介質(zhì)全反射

光由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，如果入射角不斷增大，使折射角增大到90o時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？有何規(guī)律？全反射1、當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，同時(shí)發(fā)生折射和反射。2、如果入射角逐漸增大，折射光離法線會(huì)越來(lái)越遠(yuǎn)，而且越來(lái)越弱，反射光卻越來(lái)越強(qiáng)。3、當(dāng)入射角增大到某一角度，使折射角達(dá)到90°時(shí)，折射光完全消失，只剩下反射光，這種現(xiàn)象叫作全反射，這時(shí)的入射角叫作臨界角。演示：觀察全反射議一議：1、發(fā)生全反射的條件是什么？2、光從折射率為n的某種介質(zhì)射入空氣（真空）發(fā)生全反射時(shí)的臨界角C等于多少？全反射全反射條件：1、從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，2、如果入射角等于或大于臨界角。全反射角

水的臨界角為48.8°，各種玻璃的臨界角為32°至42°，金剛石的臨界角為24.4°

科研和技術(shù)中常常通過(guò)測(cè)量臨界角來(lái)測(cè)定材料的折射率。折射率與全反射角1.000

28空氣1.54水晶1.33水1.5~1.9玻璃1.36酒精1.63二硫化碳1.55巖鹽2.42金剛石幾種介質(zhì)的折射率幾種介質(zhì)對(duì)空氣的臨界角48.6°水30°~42°玻璃47.3°酒精38.1°二硫化碳42.9°甘油24.4°金剛石臨界角物質(zhì)（液體）臨界角物質(zhì)（固體）全反射嘗試解釋下例題精講

在潛水員看來(lái)，岸上的所有景物都出現(xiàn)在一個(gè)倒立的圓錐里，為什么？這個(gè)圓錐的頂角是多大？解：幾乎貼著水面射入水里的光線，在潛水員看來(lái)是從折射角為C的方向射來(lái)的，水面上其他方向射來(lái)的光線，折射角都小于C。因此他認(rèn)為水面以上所有的景物都出現(xiàn)在頂角為2C的圓錐里。

由公式

和水的折射率n＝1.33，可求得臨界角設(shè)圓錐的頂角為α，則有α＝2C＝97.6°即圓錐的頂角為97.6°。例題精講如圖所示，楔形玻璃的橫截面POQ的頂角為30°，OP邊上的點(diǎn)光源S到頂點(diǎn)O的距離為d，垂直于OP邊的光線SN在OQ邊的折射角為45°。不考慮多次反射，OQ邊上有光射出部分的長(zhǎng)度為(

)A.B.C.dD.小試牛刀C全反射棱鏡全反射棱鏡：玻璃棱鏡的截面為等腰直角三角形，在玻璃內(nèi)部，光射向玻璃與空氣的界面時(shí)，發(fā)生全反射。它的反射率高，幾乎可達(dá)100%。光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維：當(dāng)光在有機(jī)玻璃棒內(nèi)傳播時(shí)，如果從有機(jī)玻璃射向空氣的入射角大于臨界角，光會(huì)發(fā)生全反射，于是光在有機(jī)玻璃棒內(nèi)沿著鋸齒形路線傳播。

實(shí)用光導(dǎo)纖維的直徑只有幾微米到一百微米。它由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射光導(dǎo)纖維

如果把光導(dǎo)纖維聚集成束，使纖維在兩端排列的相對(duì)位置一樣，圖像就可以從一端傳到另一端。內(nèi)窺鏡光纖通訊

光也可以像無(wú)線電波那樣，作為載體來(lái)傳遞信息。載有聲音、圖像以及各種數(shù)字信號(hào)的激光從光纖的一端輸入，就可以傳到千里以外的另一端，實(shí)現(xiàn)光纖通信。演示：水流導(dǎo)光光纖海市蜃樓議一議：海市蜃樓是如何形成？全反射的應(yīng)用大氣中的光現(xiàn)象——海市蜃樓（海面）解釋：海面上下層空氣溫度低，密度大，折射率大，上層空氣溫度高，密度小，折射率小，遠(yuǎn)方物體發(fā)出的光線向空中入射時(shí)不斷折射彎曲，到某高度時(shí)發(fā)生全反射，再射會(huì)地面，觀察者感覺(jué)這光線來(lái)自空中。正立虛象大氣中的光現(xiàn)象——海市蜃樓（沙漠或馬路）解釋：貼近地面空氣溫度高，密度小，折射率小，上層空氣溫度低，密度大，折射率大。遠(yuǎn)方物體發(fā)出的有些光線向地面入射時(shí)不斷折射彎曲，到地面附近時(shí)發(fā)生全反射，再折向上射向遠(yuǎn)處空中，觀察者感覺(jué)這光線來(lái)自地下。倒立虛象小結(jié)一、光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)1、定義:2、理解:①相對(duì)性。②以折射率為依據(jù)的，與介質(zhì)的其它屬性無(wú)關(guān)。二、全反射:1、全反射現(xiàn)象：2、臨界角:3、臨界角的計(jì)算4、發(fā)生全反射的條件:①、光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)

②、入射角大于或等于臨界角,即i≥C三、全反射的應(yīng)用:會(huì)解釋光導(dǎo)纖維、自行車的尾燈、海邊、沙漠的蜃景、早晨閃亮的露珠等如圖所示，截面為直角三角形的玻璃磚放置在水平面上，其中∠B=30°，現(xiàn)有一束平行于BC邊的單色光，從AB邊上的中點(diǎn)D射入玻璃磚并從AC邊射出。已知玻璃磚對(duì)該單色光的折射率為

，不考慮光線在玻璃磚內(nèi)的多次反射，下列說(shuō)法正確的是(

)A.光在AB邊的入射角為30°B.光在BC邊的入射角為30°C.光垂直于AC邊射入空氣D.增大光在D點(diǎn)的入射角，光可能在AB邊發(fā)生全反射小試牛刀C光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)如圖所示，其內(nèi)芯和外套材料不同，光在內(nèi)芯中傳播。以下關(guān)于光導(dǎo)纖維的說(shuō)法正確的是(

)A.內(nèi)芯的折射率比外套大，光