人教版2019选择性必修第一册 4.2 全反射 课件(共29张PPT)

(共29张PPT)
2 全 反 射
第四章 光
空气
水
光密介质：折射率较大的介质
光疏介质：折射率较小的介质
知识回顾：
1.光线由一种介质射向另一种介质时，在两种介质的界面要发生反射和折射，其传播方向遵从反射定律和折射定律。
2.当光线由真空(或空气)(光疏)射入某种介质(光密)发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比叫该介质的折射率。
光疏介质(n小) 速度大，角度大；
光密介质(n大) 速度小，角度小。
空气
水
光由光疏介质斜射入光密介质时，
折射角小于入射角；
光由光密介质斜射入光疏介质时，
折射角大于入射角。
思考：
1.既然光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，那么，当入射角增大时，折射角会怎样呢？
2.若继续增大入射角，又会出现什么现象呢？
3.如果入射角再增大，会出现什么现象？
折射角会随之增大
当入射角增大到某个值时，折射角首先增大到90°
全反射的原理：
水中的折射现象
玻璃中的折射现象
一、全反射
1.定义：光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，随着入射角增大，折射光线越来越偏离法线，折射光线越来越弱，而反射光线越来越强，当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫做全反射。这时的入射角叫临界角，一般用字母C表示。
2.发生全反射的条件：①光从光密介质射入光疏介质
②入射角大于或等于临界角
3.折射率与临界角的关系：（光由介质射入真空中）
临界角 折射角等于900时的入射角
刚刚(刚好)发生全反射时的入射角
注意：(1)只有光从介质射入真空（空气）的交界面时，才能这样求临界角。
(2)n越大，临界角越小，也就越容易发生全发射。
n真=1
n水=1.33
n玻=1.5~1.9
C水=48.8°
C玻璃=32°~42°
真空
（空气）
某介质
1.000 28
空气
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
岩盐
2.42
金刚石
几种介质的折射率
几种介质对空气的临界角
48.6°
水
30°~42°
玻璃
47.3°
酒精
38.1°
二硫化碳
42.9°
甘油
24.4°
金刚石
临界角
物质（液体）
临界角
物质（固体）
某介质的折射率为 ，一束光从介质射向空气，入射角为60°，图中哪个光路图是正确的？
4.现象解释
水中和玻璃中的气泡，看起来特别明亮，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。
二、全反射的应用
(1)截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜
(2)原理：利用全反射原理
(3)特点：(玻璃的临界角为32°—42°)
①当光垂直于它的任意一个界面射入后，都会在其内部发生全反射，与平面镜相比，它的反射率很高
②反射面不必涂敷任何反光物质
(4)作用：改变光的方向，可使光的传播方向改变90°或180°
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1.棱镜
望远镜
改变光的方向
常见物质的临界角：
水：48.80 玻璃：320-420 金刚石：24.40
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……
二、全反射的应用
1.棱镜
哪层的折射率大？
(1)原理：利用全反射原理
(2)构造：由折射率较高的玻璃内芯和折射率较低的外层透明介质组成，因为内芯的折射率比外套的大，所以，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
(3)优点：容量大、衰减小、抗干扰性强
二、全反射的应用
2.光导纤维
光导纤维的用途很大，医学上将其制成内窥镜，用来检查人体内脏的内部
内窥镜的结构
光导纤维在医学上的应用
光导纤维在医学上的应用
光导纤维在通信上的应用
光纤装饰照明
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．
3-1.海市蜃楼(海面)
上现蜃景
解释：
海面上下层空气温度低，密度大，折射率大，上层空气温度高，密度小，折射率小，远方物体发出的光线向空中入射时不断折射弯曲，到某高度时发生全反射，再射会地面，观察者感觉这光线来自空中。
二、全反射的应用
解释：
贴近地面空气温度高，密度小，折射率小，上层空气温度低，密度大 ，折射率大 。远方物体发出的有些光线向地面入射时不断折射弯曲，到地面附近时发生全反射，再折向上射向远处空中，观察者感觉这光线来自地下。
倒立虚象
3-2.海市蜃楼（沙漠或马路）
二、全反射的应用
海市蜃楼（沙漠）
［思考］
请大家思考生活当中下列现象与全反射现象有什么关系