光的全反射 富顺二中邓晓娇.ppt

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1、 光的全反射光的全反射物理选修3-4富顺二中 邓晓娇海市蜃楼问题：古人曾把这种现象认为是蜃（蛟龙）吐气而成的，你认为是吗？问题：古人曾把这种现象认为是蜃（蛟龙）吐气而成的，你认为是吗？光的全反射光的全反射物理选修3-4观察下列光路图观察下列光路图【观察与思考【观察与思考水水 水水空气空气空气空气光从空气折射进入水中，折射角_小于_入射角 光从水中折射进入空气中，折射角_大于_入射角界面界面 玻璃玻璃 光疏介质光疏介质:两种介质中两种介质中折射率较小折射率较小 的介质的介质.光密介质光密介质:两种介质中两种介质中折射率较大折射率较大 的介质的介质.一、光疏介质和光密介质一、光疏介质和光密介质水水

2、水水 水水空气空气空气空气根据折射定律，光由光疏介质射入光密介质时，折射角_小于_入射角；光由光密介质射入光疏介质时，折射角_大于_入射角思考：思考：当光由光密介质射入光疏介质的时候当光由光密介质射入光疏介质的时候，当入射角增大到一定的程度的时候，折射，当入射角增大到一定的程度的时候，折射角率先达到角率先达到900，这时会有怎样的现象出现这时会有怎样的现象出现？如果再增大入射角情况会怎么样呢？如果再增大入射角情况会怎么样呢？分组实验分组实验二、全反射二、全反射1.折射角逐渐折射角逐渐 ；2.折射光线亮度逐渐折射光线亮度逐渐 ；3.反射角逐渐反射角逐渐 ；4.反射光线亮度逐渐反射光线亮度逐渐 ；

3、5.当入射角增大到某一角度时，当入射角增大到某一角度时，折射光线折射光线 ，所有光线全部反射。所有光线全部反射。6.继续增大入射角，光线继续增大入射角，光线分组进行实验，分组进行实验，观察现象后回答：观察现象后回答：光从玻璃射入空气中，在入射角的逐渐增大的过程中光从玻璃射入空气中，在入射角的逐渐增大的过程中增大增大减弱减弱增大增大增强增强消失消失全部反射全部反射结论：当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生结论：当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生反射和折射反射和折射。如果入射。如果入射角逐渐增大，当入射角增大到某一角度，使折射角达到角逐渐增大，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90时，折射

4、光完全时，折射光完全消失，只剩下反射光。消失，只剩下反射光。1、全反射现象：、全反射现象：光从光密介质射到光疏介质的光从光密介质射到光疏介质的界面时，全部反射回原介质的现界面时，全部反射回原介质的现象叫做全反射。象叫做全反射。界面界面真空真空 介质介质法线法线2 2、临界角、临界角C C：当光从光密介质射入光疏介质时，当光从光密介质射入光疏介质时，折射角等于折射角等于90900 0时的入射角时的入射角叫做临界角。叫做临界角。用用C C表示。表示。C2 2、理论推导临界角、理论推导临界角C C：当光从光密介质射入光疏介质时，当光从光密介质射入光疏介质时，折射角等于折射角等于90900 0时的入射

5、角时的入射角叫做临界角。用叫做临界角。用C C表示。表示。假设该种介质的折射率为假设该种介质的折射率为n n，试理论推导出临界角，试理论推导出临界角c c的的计算式。计算式。界面界面真空真空 介质介质法线法线C根据折射率的定义，则有：4、临界角、临界角C的大小：的大小：几种常见介质的临界角（针对空气）几种常见介质的临界角（针对空气）介质介质水水 各种玻璃各种玻璃金刚石金刚石 折射率折射率 1.33 1.33 1.5 1.51.91.9 2.42 2.42临界角临界角.折射率越大折射率越大,全反射的临界角越小全反射的临界角越小.课堂习题课堂习题1.1.已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的已知水、水晶、

6、玻璃和二硫化碳的折射率分别为折射率分别为1.331.33、1.551.55、1.601.60和和1.631.63，如果光按下面几种方式传播，如果光按下面几种方式传播，可能发生全反射的是可能发生全反射的是()()A A从水晶射入玻璃从水晶射入玻璃 B B从水射入二硫化碳从水射入二硫化碳 C C从玻璃射入水中从玻璃射入水中 D D从水射入水晶从水射入水晶课堂习题课堂习题2 2：光从折射率为光从折射率为2 2的介的介质中分别以质中分别以15150 0和和4 45 50 0的的入射角斜射到介质与空入射角斜射到介质与空气的界面上，能否全反气的界面上，能否全反射？射？小小 结结1 1、光疏介质、光密介质、

7、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光从光密介质射向光疏介质；光从光密介质射向光疏介质；入射角必须大于或等于临界角；入射角必须大于或等于临界角；1、海市蜃楼、海市蜃楼自然界中的全反射现象现象一解释：夏天，海面上空气的温度比空中低，现象一解释：夏天，海面上空气的温度比空中低，我们可以我们可以粗略地把空气看做是由许多水平的气层组成的，各层的密度都粗略地把空气看做是由许多水平的气层组成的，各层的密度都不相同，空气的折射率下层比上层大。不相同，空气的折射率下层比上层大。远处的楼阁、船舶、山远处的楼阁、船舶、山峰发出的光线射向空中，不断被折射

8、，越来越偏离法线方向，峰发出的光线射向空中，不断被折射，越来越偏离法线方向，进入热气层的入射角越来越增大，当光线的入射角增大到临界进入热气层的入射角越来越增大，当光线的入射角增大到临界角时，就发生全反射现象，人们就会看到远方的景物悬在空中。角时，就发生全反射现象，人们就会看到远方的景物悬在空中。自然界中的全反射现象2.水中或玻璃中的气泡看上去很亮水中或玻璃中的气泡看上去很亮自然界中的全反射现象3、体验生活中光在、体验生活中光在水柱中水柱中的全反射的全反射弯曲的玻璃棒能导光全反射的应用全反射的应用实例光导纤维光导纤维实际应用中光导纤维是一根极细的玻璃丝，由两种折射率实际应用中光导纤维是一根极细的

9、玻璃丝，由两种折射率不同的玻璃制成，分为内外两层。内层玻璃的折射率比外层玻璃的折射率大。不同的玻璃制成，分为内外两层。内层玻璃的折射率比外层玻璃的折射率大。光导纤维视频光导纤维内芯的折射率大于外层的折射率光导纤维内芯的折射率大于外层的折射率光纤通信光纤通信优点：成本低、容量大、优点：成本低、容量大、抗干扰能力强。抗干扰能力强。内窥镜的结构内窥镜的结构 光导纤维在光导纤维在医学上的应用医学上的应用小小 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光从光密介质射向光疏介质；光从光密介质射向光疏介质；入射角必须大于或等于临界角；入射角必须大于或等于临界角；3 3、全反射原理的应用实例、全反射原理的应用实例光导纤维：光导纤维：光纤通信、内窥镜光纤通信、内窥镜海市蜃楼海市蜃楼