物理人教版2019选择性必修第一册4.2全反射（共23张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版2019选择性必修第一册4.2全反射（共23张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 18.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-09-09 06:10:26 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
4.2 全反射
一、全反射
1. 光疏介质和光密介质：
光疏介质：两种介质中折射率n较小的介质叫做光疏介质。
光密介质：两种介质中折射率n较大的介质叫做光密介质。
【注意】
① 相对大小：
如水和空气；
水和金刚石比较…
② 不是介质的密度。
如水和酒精…
光从光疏进入光密介质，或从光密到光疏介质分别会怎么偏转？
N
N'
A
O
B
光疏介质
光密介质
i
r
光从光疏介质进入光密介质
光从光密介质进入光疏介质
i
N
N'
A
O
B
光疏介质
光密介质
r
思考：光密—光疏，入射角增大，折射角也增大，谁先达到90°？若继续增大入射角？
一、全反射
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？
一、全反射
一、全反射
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？
光由光密介质射入光疏介质时，随着入射角的增大，当折射角增大到90°时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射。
此时的入射角称为——临界角（Critical angle）
总结发生全反射的条件：
（1）光从光密介质射入光疏介质；
一、全反射
（2）入射角等于或大于临界角；
特殊的，当光疏介质为空气（真空）时，临界角C等于？
不同介质的临界角不同
介质 水 各种玻璃 金刚石
折射率 1.33 1.5~1.8 2.42
临界角C 48.8° 32°~ 42° 24.5°
（1）折射率越大，临界角越小；
（2）临界角和折射率可以互求。
一、全反射
一、全反射
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？这个圆锥的顶角是多大？
理解：当恰发生全反射时，折射光线沿界面传播？
几乎贴着水面射入水里的光线，在潜水员看来是从折射角为C的方向射来的，水面上其他方向射来的光线，折射角都小于C。因此他认为水面以上所有的景物都出现在顶角为2C的圆锥里。
例1一束光以45°的入射角从AB面射入如图所示的透明三棱镜中，棱镜折射率n＝.试求光在AB面的折射角，并在图中画出该光束在棱镜中的光路．
一、全反射
一、全反射
二、全反射的应用
全反射是自然界中常见的现象。例如，水中或玻璃中的气泡，看起来特别明亮，就是因为光从水或玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故。
1. 全反射棱镜：截面是等腰直角三角形。
45
45
45
变化90 °
45
45
45
变化180 °
思考：全反射棱镜的折射率应满足什么条件？
二、全反射的应用
I1 I2 I3
O
物体
全反射反射成像时与平面镜反射成像对比的优越性
二、全反射的应用
与平面镜相比，它的反射率高，几乎可达100%。这种棱镜在光学仪器中可用来改变光的方向，应用十分广泛，例如双筒望远镜中的全反射棱镜等。
2. 优点：（1）反射率高，几乎可达100%；
（2）因反射面不必涂敷任何反射物质，故反射时失真小。
二、全反射的应用
精密光学仪器全反射棱镜
二、全反射的应用
1966 年，33 岁的华裔科学家高锟提出：光通过直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来传输大量信息。高锟因此获得 2009 年诺贝尔物理学奖。根据这一理论制造的光导纤维（optical fiber）已经普遍应用到通信领域。这其中就用到了全反射原理。
高锟（1933-2018）
三、光导纤维
激光笔发出的光射入一根弯曲的有机玻璃棒的一端，观察光传播的路径有什么特点
三、光导纤维
光导纤维导光的原理：当光在有机玻璃棒内传播时，如果从有机玻璃射向空气的入射角大于临界角，光会发生全反射，于是光在有机玻璃棒内沿着锯齿形路线传播。
实用光导纤维的直径只有几微米到一百微米。因为很细，一定程度上可以弯折。它由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射。
例3 光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播，下列关于光导纤维的说法正确的是( )
A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
C．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射
D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用
三、光导纤维
三、光导纤维
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、抗干扰性强。一路光纤的传输能力理论值为二十亿路电话，一千万路电视。虽然光纤通信的发展历史只有20多年的，但是发展的速度是惊人的。
光纤
三、光导纤维的应用
若把光导纤维聚集成束，使纤维在两端排列的相对位置一样，图像就可以从一端传到另一端（图 1）。 医学上用这种光纤制成内窥镜②（图 2）用来检查人体胃、肠、气管等脏器的内部。 实际的内窥镜装有两组光纤，一组把光传送到人体内部进行照明，另一组把体内的图像传出供医生观察。
光也可像无线电波那样，作为载体来传递信息。载有声音、图像以及各种数字信号的激光从光纤的一端输入，就可传到千里以外的另一端，实现光纤通信
三、光导纤维的应用
水流导光
将塑料瓶下侧开一个小孔，瓶中灌入清水，水就从小孔流出。用激光水平射向塑料瓶小孔（图激光可由激光笔产生），观察光的传播路径。
三、光导纤维的应用
水流导光
三、光导纤维的应用
4.2 全反射
一、全反射
1. 光疏介质和光密介质：
光疏介质：两种介质中折射率n较小的介质叫做光疏介质。
光密介质：两种介质中折射率n较大的介质叫做光密介质。
【注意】
① 相对大小：
如水和空气；
水和金刚石比较…
② 不是介质的密度。
如水和酒精…
光从光疏进入光密介质，或从光密到光疏介质分别会怎么偏转？
N
N'
A
O
B
光疏介质
光密介质
i
r
光从光疏介质进入光密介质
光从光密介质进入光疏介质
i
N
N'
A
O
B
光疏介质
光密介质
r
思考：光密—光疏，入射角增大，折射角也增大，谁先达到90°？若继续增大入射角？
一、全反射
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？
一、全反射
一、全反射
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？
光由光密介质射入光疏介质时，随着入射角的增大，当折射角增大到90°时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射。
此时的入射角称为——临界角（Critical angle）
总结发生全反射的条件：
（1）光从光密介质射入光疏介质；
一、全反射
（2）入射角等于或大于临界角；
特殊的，当光疏介质为空气（真空）时，临界角C等于？
不同介质的临界角不同
介质 水 各种玻璃 金刚石
折射率 1.33 1.5~1.8 2.42
临界角C 48.8° 32°~ 42° 24.5°
（1）折射率越大，临界角越小；
（2）临界角和折射率可以互求。
一、全反射
一、全反射
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？这个圆锥的顶角是多大？
理解：当恰发生全反射时，折射光线沿界面传播？
几乎贴着水面射入水里的光线，在潜水员看来是从折射角为C的方向射来的，水面上其他方向射来的光线，折射角都小于C。因此他认为水面以上所有的景物都出现在顶角为2C的圆锥里。
例1一束光以45°的入射角从AB面射入如图所示的透明三棱镜中，棱镜折射率n＝.试求光在AB面的折射角，并在图中画出该光束在棱镜中的光路．
一、全反射
一、全反射
二、全反射的应用
全反射是自然界中常见的现象。例如，水中或玻璃中的气泡，看起来特别明亮，就是因为光从水或玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故。
1. 全反射棱镜：截面是等腰直角三角形。
45
45
45
变化90 °
45
45
45
变化180 °
思考：全反射棱镜的折射率应满足什么条件？
二、全反射的应用
I1 I2 I3
O
物体
全反射反射成像时与平面镜反射成像对比的优越性
二、全反射的应用
与平面镜相比，它的反射率高，几乎可达100%。这种棱镜在光学仪器中可用来改变光的方向，应用十分广泛，例如双筒望远镜中的全反射棱镜等。
2. 优点：（1）反射率高，几乎可达100%；
（2）因反射面不必涂敷任何反射物质，故反射时失真小。
二、全反射的应用
精密光学仪器全反射棱镜
二、全反射的应用
1966 年，33 岁的华裔科学家高锟提出：光通过直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来传输大量信息。高锟因此获得 2009 年诺贝尔物理学奖。根据这一理论制造的光导纤维（optical fiber）已经普遍应用到通信领域。这其中就用到了全反射原理。
高锟（1933-2018）
三、光导纤维
激光笔发出的光射入一根弯曲的有机玻璃棒的一端，观察光传播的路径有什么特点
三、光导纤维
光导纤维导光的原理：当光在有机玻璃棒内传播时，如果从有机玻璃射向空气的入射角大于临界角，光会发生全反射，于是光在有机玻璃棒内沿着锯齿形路线传播。
实用光导纤维的直径只有几微米到一百微米。因为很细，一定程度上可以弯折。它由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射。
例3 光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播，下列关于光导纤维的说法正确的是( )
A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
C．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射
D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用
三、光导纤维
三、光导纤维
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、抗干扰性强。一路光纤的传输能力理论值为二十亿路电话，一千万路电视。虽然光纤通信的发展历史只有20多年的，但是发展的速度是惊人的。
光纤
三、光导纤维的应用
若把光导纤维聚集成束，使纤维在两端排列的相对位置一样，图像就可以从一端传到另一端（图 1）。 医学上用这种光纤制成内窥镜②（图 2）用来检查人体胃、肠、气管等脏器的内部。 实际的内窥镜装有两组光纤，一组把光传送到人体内部进行照明，另一组把体内的图像传出供医生观察。
光也可像无线电波那样，作为载体来传递信息。载有声音、图像以及各种数字信号的激光从光纤的一端输入，就可传到千里以外的另一端，实现光纤通信
三、光导纤维的应用
水流导光
将塑料瓶下侧开一个小孔，瓶中灌入清水，水就从小孔流出。用激光水平射向塑料瓶小孔（图激光可由激光笔产生），观察光的传播路径。
三、光导纤维的应用
水流导光
三、光导纤维的应用