全反射公开课.ppt

第第3 3节节 全反射全反射.美丽的光纤装饰美丽的光纤装饰.美美丽丽的的光光纤纤装装饰饰.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.晶莹剔透的露珠晶莹剔透的露珠.在光的反射和折射现象中，光路都是在光的反射和折射现象中，光路都是可逆的可逆的。折射定律折射定律 1.折射光线位于入射光线与法线所决定的平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.数学表达式数学表达式:入射角的正弦与折射角的正弦入射角的正弦与折射角的正弦成正比，即成正比，即提问：折射定律的内容是什么？提问：折射定律的内容是什么？.光密介质和光疏介质看课本看课本48页，思考：页，思考：1.水是光密介质还是光疏介质？水是光密介质还是光疏介质？2.由光疏介质由光疏介质光密介质光密介质：入射角：入射角 折射角折射角 由光密介质由光密介质光疏介质光疏介质：入射角：入射角 折射角折射角.光疏介质和光密介质折射率小的介质叫光疏介质。折射率小的介质叫光疏介质。折射率小的介质叫光疏介质。折射率小的介质叫光疏介质。折射率大的介质叫光密介质。折射率大的介质叫光密介质。折射率大的介质叫光密介质。折射率大的介质叫光密介质。注意：光疏和光密介质是相对的。因为折射率的注意：光疏和光密介质是相对的。因为折射率的注意：光疏和光密介质是相对的。因为折射率的注意：光疏和光密介质是相对的。因为折射率的大小是相对的。大小是相对的。大小是相对的。大小是相对的。介质介质空气空气水水酒精酒精金刚石金刚石折射率折射率1.000281.000281.331.331.361.362.422.42.3既然光有光密既然光有光密光疏介质时，折射角大于光疏介质时，折射角大于入射角，可以预料，当入射角增大到一定入射角，可以预料，当入射角增大到一定程度，但还没有达到程度，但还没有达到90o，折射角就会增大折射角就会增大到到90o。如果入射角再增大，会出现什么现。如果入射角再增大，会出现什么现象？象？全反射应用.mpeg.123.123.123.123.123.123.123.123.123.123.123.123=900.观察演示实验观察演示实验总结实验现象：光由玻璃介质射入空气时，同时发生反射光由玻璃介质射入空气时，同时发生反射和折射，折射角大于入射角，随着入射角和折射，折射角大于入射角，随着入射角的增大，反射光线越来越强，折射光线越的增大，反射光线越来越强，折射光线越来越弱，当折射角增大到来越弱，当折射角增大到9090时，折射光时，折射光线完全消失，只剩下反射光线。线完全消失，只剩下反射光线。.折射角折射角折射角折射角 2 2 2 2 增大到增大到增大到增大到90909090时，发生时，发生时，发生时，发生全反射全反射全反射全反射现象现象现象现象13介质NNAOC空气12介质NNAOB空气3C全反射全反射.光由一种透明介质射到另光由一种透明介质射到另一透明介质一透明介质,当入射角增当入射角增大到某一角度，使折射角大到某一角度，使折射角达到达到9090时，折射光完全时，折射光完全消失，只剩下反射光，这消失，只剩下反射光，这种现象叫全反射。种现象叫全反射。全反射现象全反射现象:.从以上的实验中,我们总结：什么情况下发生了全反射呢?1 光从玻璃介质进入空气。2 入射角要大于某个值.因而因而 ：临界角临界角 光从折射率为光从折射率为n n的某种介质射到空气的某种介质射到空气(或或真空真空)时的临界角时的临界角C C 就是折射角等于就是折射角等于9090时时的入射角，根据折射定律可得：的入射角，根据折射定律可得：.发生全反射的条件发生全反射的条件 光从光密介质进入光疏介质；光从光密介质进入光疏介质；入射角等于或大于临界角入射角等于或大于临界角.思考与讨论思考与讨论:1、光从空气射向水中会发生全反射吗、光从空气射向水中会发生全反射吗?2、光从玻璃介质射向水中会发生全反射吗、光从玻璃介质射向水中会发生全反射吗?3、池塘的水面下一定深度有一个点光源，从、池塘的水面下一定深度有一个点光源，从水面上方观察，会看到什么现象？水面上方观察，会看到什么现象？.思考与讨论：思考与讨论：在潜水员看来，岸上的所有景物，都出现在一个倒在潜水员看来，岸上的所有景物，都出现在一个倒立的圆锥里，为什么？这个圆锥的顶角多大？立的圆锥里，为什么？这个圆锥的顶角多大？.C水的折射率为水的折射率为1.33 所以所以C=48.80则有圆锥顶角则有圆锥顶角=2C=97.60C.全反射原理在生活中的应用及对奇妙自全反射原理在生活中的应用及对奇妙自然现象的解释然现象的解释海市蜃楼成因分析海市蜃楼成因分析.马路上所成的蜃景现象.flv.flv.全反射原理在生活中的应用及对奇全反射原理在生活中的应用及对奇妙自然现象的解释妙自然现象的解释安徽黄山出现海市蜃楼奇观_110619_正午30分.f4v.三、全反射的应用实例自行车尾灯自行车尾灯.水中水中或玻璃中的或玻璃中的气泡看上去很亮气泡看上去很亮.珠宝的鉴赏（珠宝的鉴赏（珠宝的鉴赏（珠宝的鉴赏（玻璃：玻璃：玻璃：玻璃：323232320 0 0 0-42-42-42-420 0 0 0 金刚石：金刚石：金刚石：金刚石：24.424.424.424.40 0 0 0）.光导纤维的用途很大，通过它可以实现光纤通信光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强虽然光纤通信的发展历史只有扰性强虽然光纤通信的发展历史只有2020多年的，多年的，但是发展的速度是惊人的但是发展的速度是惊人的光纤通信光纤通信.高锟在电磁波导、陶瓷科学（包括光纤制造）方面获高锟在电磁波导、陶瓷科学（包括光纤制造）方面获28项专利。项专利。由于他取得的成果，由于他在光纤领域的特殊贡献，获得巴伦由于他取得的成果，由于他在光纤领域的特殊贡献，获得巴伦坦奖章、利布曼奖、光电子学奖等，被称为坦奖章、利布曼奖、光电子学奖等，被称为“光纤之父光纤之父”。2009年荣获诺贝尔奖！年荣获诺贝尔奖！.光导纤维在医学上的应用光导纤维在医学上的应用 :内窥镜内窥镜全反射应用.mpeg.1、光线由、光线由AB面垂直入射面垂直入射横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜2、光线由、光线由AC面垂直入射面垂直入射全反射棱镜全反射棱镜全反射原理在生活中的应用全反射原理在生活中的应用及对奇妙自然现象的解释及对奇妙自然现象的解释ABC在在AC面发生全反射，面发生全反射，垂直由垂直由BC面出射面出射CBA变化变化变化变化180 180 180 180 在在AB、BC面发生两次全面发生两次全反射，垂直由反射，垂直由AC面出射面出射变化变化变化变化90 90 90 90.1 1、全反射棱镜：、全反射棱镜：（截面为等腰直角三角形的棱镜）（截面为等腰直角三角形的棱镜）4545454545.全反射棱镜全反射棱镜应用应用 在光学仪器里，常用全反射棱镜来代替平面镜，在光学仪器里，常用全反射棱镜来代替平面镜，改变光的传播方向望远镜为了提高倍数，镜筒要很改变光的传播方向望远镜为了提高倍数，镜筒要很长，通过使用全反射棱镜能够缩短镜筒的长度长，通过使用全反射棱镜能够缩短镜筒的长度缩短镜筒的长度缩短镜筒的长度.全反射棱镜的全反射棱镜的应用应用 一般的平面镜都是在玻璃的后面镀银，一般的平面镜都是在玻璃的后面镀银，但是银面容易脱银面容易脱落因此对于精密的光学仪器，如照相机、望远镜、显微镜落因此对于精密的光学仪器，如照相机、望远镜、显微镜等，就需要用全反射等，就需要用全反射棱镜代替平面镜与平面镜相比棱镜代替平面镜与平面镜相比,它的反它的反射率高射率高,几乎可达几乎可达100%提高反射率提高反射率.在实际的在实际的潜望镜里潜望镜里用全反射用全反射棱镜代替棱镜代替平面镜平面镜潜望镜潜望镜全反射棱镜的全反射棱镜的应用应用.小小 结结1 1、光疏介质、光密介质、光疏介质、光密介质2 2、全反射、全反射定义定义临界角临界角C C全反射的产生条件全反射的产生条件3 3、全反射原理的应用实例、全反射原理的应用实例全反射棱镜全反射棱镜光导纤维光导纤维海市蜃楼海市蜃楼.1.一透明塑料棒的折射率为一透明塑料棒的折射率为 n,光线由棒的一端光线由棒的一端面射入，当入射角面射入，当入射角 i 在一定范围内变化时，光将在一定范围内变化时，光将全部从另一端面射出全部从另一端面射出.当入射角为当入射角为 i 时，光在棒的时，光在棒的内侧面恰好发生全反射内侧面恰好发生全反射.求求i的范围的范围.课堂练习课堂练习.由图可知，光在左端面折射时的折射角由图可知，光在左端面折射时的折射角 由折射定律得由折射定律得：故有故有：所以只要所以只要 光将全部从右端面射出光将全部从右端面射出.r=.2.图示为一直角棱镜的横截面图示为一直角棱镜的横截面 一平行细光束从一平行细光束从o点沿垂直于点沿垂直于bc面的方向射人棱面的方向射人棱镜镜已知棱镜材料的折射率已知棱镜材料的折射率 ，若不考虑原入，若不考虑原入射光射光在在bc面上的反射光，则有光线面上的反射光，则有光线()A.从面从面ab 射出射出B.从面从面ac射出射出C.从面从面bc射出，且与射出，且与bc面斜交面斜交D.从面从面bc射出，且与射出，且与bc面垂直面垂直 B C.解题指导解题指导例题例题1光在某种介质中的传播光在某种介质中的传播,介质的折射率介质的折射率为为2 2，若要使光从此介质射向真空时发生全反，若要使光从此介质射向真空时发生全反射，则入射角不可能的值是：射，则入射角不可能的值是：A.150 B.300C.450 D.600A A.例题例题2：某介质的折射率为：某介质的折射率为2，一束光从介质射向空气，一束光从介质射向空气，入射角为入射角为60，如图，如图1所示的哪个光路图是正确的所示的哪个光路图是正确的 D.例题例题3：劣质的玻璃中往往含有气泡：劣质的玻璃中往往含有气泡.这些这些空气泡看上去比较亮空气泡看上去比较亮,对这一现象有下列对这一现象有下列不同的解释不同的解释,其中正确的是其中正确的是()A空气泡对光线有聚集作用空气泡对光线有聚集作用,因而较亮因而较亮.B.空气泡对光线有发散作用空气泡对光线有发散作用.因而较亮因而较亮.C.从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分发生全反射发生全反射,因而较亮因而较亮.D.从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射发生全反射,因而较亮因而较亮.D.全反射理论实际联系好光密光疏临界角解题条件须记牢观察实验不可少课堂小结:.达标作业：达标作业：（一）、课本53页问题与练习：1、2、3、6、题。（二）、自己动手：找一个光亮的小铁球，用烛焰熏成黑色，再用细线悬吊在装有水的玻璃杯中，用强光手电照射水中的小球，试解释看到的现象。.