高中物理光的全反射.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,导入新课,美丽的光纤装饰,美丽的光纤装饰,美丽的光纤装饰,美丽的光纤装饰,晶莹剔透的露珠,在光的反射和折射现象中，光路都是,可逆的,。,折射定律,1.,折射光线位于入射光线与法线所决定的平面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧,.,2.,数学表达式,:,入射角的正弦与折射角的正弦成正比，即,提问：折射定律的内容是什么？,第3节 全反射,一,.,光疏介质和光密介质,1.,定义,:,（,1,）光疏介质,:,两种介质中折射率较小的介质叫做,光疏,介质,.,（,2,）光密介质,:,两种介质中折射率较大的介质叫做,光密,介质,.,对光疏介质,n,较小,同一频率的光在其中传播的,V,较大,对光密介质,n,较大,同一频率的光在其中传播的,V,较小,光从光疏介质射入光密介质时，,入射角,_,折射角,光从光密介质射入光疏介质时，,入射角,_,折射角,思考,光进入不同介质时的角度大小关系：,1.,光疏介质光密介质是相对而言的,.,只有对给定的两种介质才能谈光疏介质与光密介质,.,没有绝对的光密介质,.,2.,光疏介质与光密介质的界定是以折射率为依据的,与介质的其它属性,(,如密度等,),无关,.,n,水,1.33,n,玻璃,1.5-1.9,n,金刚石,2.42,水和酒精：,n,水,1.33,n,酒精,1.36,酒精相对于水而言是光密介质，但,水,酒精,二,.,全反射,1,2,N,N,A,O,B,光疏介质,光密介质,B,1,2,N,N,A,O,光密介质,光疏介质,逐渐增大入射角，当入射角增大到某一角度，折射角接近,90,时，继续增大入射角，这时会发生什么情况？,1,2,3,1,2,3,1,2,3,1,2,3,1,2,3,1,2,3,1,2,3,1,2,3,1,2,3,1,2,3,1,2,3,1,2,3,=90,0,结论,：,随着入射角的增大，反射角、折射角都随之增大，同时反射光的强度增强，折射光的强度减弱,.,当入射角达到某一角度时折射角为,90,0,，此时，在界面上只有反射光线，没有折射光线，发生了全反射，此时的入射角叫做临界角，用,C,表示,.,1.,全反射现象,当光从,光密,介质进入,光疏,介质时，,折射角大于入射角,.,当入射角增大到某一角度时，折射角等于,90,0,，此时，,折射光完全消失,入射光全部返回原来的介质中，这种现象叫做全反射,.,2.,临界角,光从光密介质射向光疏介质时，折射角等于,90,0,时的入射角用字母,C,表示,.,临界角是指光由光密介质射向光疏介质时，发生全反射形象时的最小入射角，是发生全反射的临界状态,.,当光由,光密介质射入光疏介质,时：,若入射角,i C,，则不发生全反射，既有反射又有折射形象,.,若入射角,i C,，则发生全反射形象,3.,临界角的计算,A.,当光由某种介质射入真空或空气时,:,B.,任意两种介质,:n,密,、,n,疏,故临界角,C=,=arcsin(,),其中,n,密,、,n,疏,分别为光密介质和光疏介质的绝对折射率,.,n,密对疏,=,例：某介质的折射率为根号2，一束光从介质射向空气，入射角为60,，图中光路图正确的是（）,D,（,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,即,i C,以上两个条件必须同时满足，缺一不可,4.,发生全反射的条件,三,.,全反射的应用,1.,露珠,2、珠宝的鉴赏（玻璃：32,0,-42,0,金刚石：24.4,0,）,3.,海市蜃楼,中新网,2004,年,3,月,16,日电，,15,日上午,11,时,30,分左右,(,北京时间,10,时,30,分,),，日本根室市职员谷口博之在北海道根室市海域的根室海峡上空，观测到了,船悬于半空的海市蜃楼奇观,，并将其拍摄下来。,中央电视台记者,2001,年,9,月,12,日沿着青藏公路经过海拔,2675,米的万长盐桥时，突然看到远处的戈壁上，,有沙丘飘浮在天空中，,在阳光和浮云的作用下，沙丘不断变幻着颜色，沙丘的周围是“,波光粼粼的湖水,”，水面映出清晰的倒影。,夏天，在气压恒定的海面上，空气密度随高度增加而减小，对光的折射率也随之减小，从而形成一具有折射率梯度的空气层,.,当光线通过此空气层时，将发生偏转,.,若人在较高处，看到的蜃景是由折射形成的正立虚像；,若人在较低处，看到的蜃景是由折射和全反射形成的倒立虚像,.,海边、沙漠蜃景的成因,45,45,45,45,45,45,4.,全反射棱镜,A,、原理：利用全反射原理,B,、作用：改变光路,C,、优越性：反光率高,接近达到,100%,，成像失真小,.,D,、应用：精密昂贵的光学仪器中，比方说显微镜，单反相机，潜望镜，望远镜,5.,光导纤维,光纤通讯,一种利用光的全反射原理制成的能传导光的玻璃丝，由内芯和外套组成，,直径只有几微米到,100,微米左右，内芯的折射率大于外套的折射率,.,当光线射到光导纤维的端面上时，光线就折射进入光导纤维内，经内芯与外套的界面发生,多次全反射,后，从光导纤维的另一端面射出，而不从外套散逸,故光能损耗极小,.,光导纤维在医学上的应用,:,内窥镜,光纤通信,一、光疏介质与光密介质,1.,定义,折射率较小的介质叫做,光疏,介质,.,折射率较大的介质叫做,光密,介质,.,2.,理解,相对性,.,以折射率为依据的，与介质的其它属性无关,.,课堂小结,二、全反射,1.,全反射现象,当光从,光密,介质进入,光疏,介质时，,折射角大于入射角,.,当入射角增大到某一角度时，折射角等于,90,0,，此时，,折射光完全消失,入射光全部返回原来的介质中，这种现象叫做全反射,.,2.,临界角,发生全反射形象时的最小入射角,.,3.,临界角的计算,4.,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,即,i C,三、全反射的应用,会解释光导纤维、自行车的尾灯、海边、沙漠的蜃景、早晨闪亮的露珠等,1.,一透明塑料棒的折射率为,n,光线由棒的一端面射入，当入射角,i,在一定范围内变化时，光将全部从另一端面射出,.,当入射角为,i,时，光在棒的内侧面恰好发生全反射,.,求,i,的范围,.,课堂练习,由图可知，光在左端面折射时的折射角,由折射定律得,：,故有,：,所以只要 光将全部从右端面射出,.,r=,2.,图示为一直角棱镜的横截面,一平行细光束从,o,点沿垂直于,bc,面的方向射人棱镜,已知棱镜材料的折射率 ，若不考虑原入射光,在,bc,面上的反射光，则有光线,(),A.,从面,ab,射出,B.,从面,ac,射出,C.,从面,bc,射出，且与,bc,面斜交,D.,从面,bc,射出，且与,bc,面垂直,B C,