4.2 全反射 课件 (共24张PPT)高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册
文档属性
| 名称 | 4.2 全反射 课件 (共24张PPT)高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 20.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-03-04 11:18:35 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
第四章 光
第二节 全反射
高二物理组 吕老师
学习目标：
1、发生全反射的条件（重点）
2、全反射棱镜与光导纤维（难点）
有裂痕的玻璃、水中的气泡、自行车的尾灯在阳光的照射下看起来都特别明亮，为什么？
阅读课本Ｐ90－94，完成导学案8min
一、全反射
光疏介质:
光密介质:
两种介质中，折射率相对较小的介质
两种介质中，折射率相对较大的介质
n水
n玻璃
n水气
n水n水>n空气，水是光密介质
密
疏
θ1
θ2
θ1
θ2
密
疏
θ1>θ2
θ1<θ2
（1）折射角逐渐 ；
（2）折射光线亮度逐渐 ；
（3）反射角逐渐 ；
（4）反射光线亮度逐渐 ；
（5）当入射角增大到某一角度时，折射
光线 ，所有光线全部反射。
观察实验现象后回答，随着入射角的逐渐增大的过程中：
增大
减弱
增大
增强
消失
一、全反射
1.定义：当光从光密介质射入光疏介质，入射角增大到某一角度,使折射角达到900时,折射光完全消失,只剩下反射光,这种现象叫做全反射。
2.临界角：刚好发生全反射，即折射角等于900时的入射角叫做临界角. 用字母C 表示。
3.全反射的条件：
（1）光从光密介质射入光疏介质
（2）入射角θ1 ≥临界角C
θ1
θ3
光密介质
N
N'
O
C
一、全反射
物理上光从光密介质射向光疏介质时，折射角等于90度时的入射角叫做临界角。
临界角（C）：
θ1
θ2
密
疏
θ1<θ2
全反射
临界角计算公式：
介 质 水 玻璃 金刚石
折射率n 1.33 1.5~1.9 n＝2.42
临界角C 48.8 ° 32 °~ 42 ° 24.4 °
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。
一、全反射
1、(多选)如图所示,ABCD是两面平行的透明玻璃砖,AB面和CD面是玻璃和空气的界面,分别设为界面Ⅰ和界面Ⅱ。光线从界面Ⅰ射入玻璃砖,再从界面Ⅱ射出回到空气中。如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角,则( )
A.只要入射角足够大,光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象
B.只要入射角足够大,光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象
C.不管入射角多大,光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象
D.不管入射角多大,光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象
CD
练习
1.水、玻璃中的气泡，看起来特别明亮：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。
2.玻璃断面是空气，环境的光从玻璃（光密）到断面（光疏）出现全反射。
3.花叶上的露珠特别明亮：射入露珠的光线有一部分在它的下表面发生全反射。
一、全反射
1.横截面是等腰直角三角形的棱镜
变化90 °
变化180 °
A
B
C
C
B
A
2.光的方向与玻璃面 时，不发生偏折
3.光射向玻璃与空气的界面时，入射角大于临界角，发生全反射。
4.应用：在光学仪器里,常用全反射梭镜来代替平面镜,改变光的传播方向。
二、全反射棱镜
一般的平面镜都是在玻璃的后面镀银,但是银面容易脱落.因此对于精密的光学仪器,如照相机、望远镜、显微镜等,就需要用全反射棱镜代替平面镜。与平面镜相比,它的反射率高,几乎可达100%
二、全反射棱镜
全反射棱镜的应用
双筒望远镜中的全反射棱镜
二、全反射棱镜
全反射棱镜的应用
自行车尾灯
二、全反射棱镜
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）
如图,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
原理：利用全反射原理
结构：
三、光导纤维
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。
视频
：水流导光
三、光导纤维
应用1：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．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．
三、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
应用2：内窥镜
三、光导纤维
2.(多选)下列选项所示，光线由空气透过玻璃砖再射入空气的光路图中正确的是（玻璃折射率n=1.5）（ ）
√
√
√
练习
3．红、黄、绿三种单色光以相同的入射角从水中射向空气，若黄光在界面上恰好发生全反射，则下列判断正确的是（ ）
A．绿光不能发生全反射
B．红光一定能发生全反射
C．黄光在水中的波长比红光在水中的波长长
D．这三种单色光相比，红光在水中传播的速率最大
D
练习
4、如图所示，在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形。有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为( )
A.r B.1.5r
C.2r D.2.5r
C
练习
判天地之美
析万物之理
第四章 光
第二节 全反射
高二物理组 吕老师
学习目标：
1、发生全反射的条件（重点）
2、全反射棱镜与光导纤维（难点）
有裂痕的玻璃、水中的气泡、自行车的尾灯在阳光的照射下看起来都特别明亮，为什么？
阅读课本Ｐ90－94，完成导学案8min
一、全反射
光疏介质:
光密介质:
两种介质中，折射率相对较小的介质
两种介质中，折射率相对较大的介质
n水
n玻璃
n水气
n水
密
疏
θ1
θ2
θ1
θ2
密
疏
θ1>θ2
θ1<θ2
（1）折射角逐渐 ；
（2）折射光线亮度逐渐 ；
（3）反射角逐渐 ；
（4）反射光线亮度逐渐 ；
（5）当入射角增大到某一角度时，折射
光线 ，所有光线全部反射。
观察实验现象后回答，随着入射角的逐渐增大的过程中：
增大
减弱
增大
增强
消失
一、全反射
1.定义：当光从光密介质射入光疏介质，入射角增大到某一角度,使折射角达到900时,折射光完全消失,只剩下反射光,这种现象叫做全反射。
2.临界角：刚好发生全反射，即折射角等于900时的入射角叫做临界角. 用字母C 表示。
3.全反射的条件：
（1）光从光密介质射入光疏介质
（2）入射角θ1 ≥临界角C
θ1
θ3
光密介质
N
N'
O
C
一、全反射
物理上光从光密介质射向光疏介质时，折射角等于90度时的入射角叫做临界角。
临界角（C）：
θ1
θ2
密
疏
θ1<θ2
全反射
临界角计算公式：
介 质 水 玻璃 金刚石
折射率n 1.33 1.5~1.9 n＝2.42
临界角C 48.8 ° 32 °~ 42 ° 24.4 °
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。
一、全反射
1、(多选)如图所示,ABCD是两面平行的透明玻璃砖,AB面和CD面是玻璃和空气的界面,分别设为界面Ⅰ和界面Ⅱ。光线从界面Ⅰ射入玻璃砖,再从界面Ⅱ射出回到空气中。如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角,则( )
A.只要入射角足够大,光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象
B.只要入射角足够大,光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象
C.不管入射角多大,光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象
D.不管入射角多大,光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象
CD
练习
1.水、玻璃中的气泡，看起来特别明亮：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。
2.玻璃断面是空气，环境的光从玻璃（光密）到断面（光疏）出现全反射。
3.花叶上的露珠特别明亮：射入露珠的光线有一部分在它的下表面发生全反射。
一、全反射
1.横截面是等腰直角三角形的棱镜
变化90 °
变化180 °
A
B
C
C
B
A
2.光的方向与玻璃面 时，不发生偏折
3.光射向玻璃与空气的界面时，入射角大于临界角，发生全反射。
4.应用：在光学仪器里,常用全反射梭镜来代替平面镜,改变光的传播方向。
二、全反射棱镜
一般的平面镜都是在玻璃的后面镀银,但是银面容易脱落.因此对于精密的光学仪器,如照相机、望远镜、显微镜等,就需要用全反射棱镜代替平面镜。与平面镜相比,它的反射率高,几乎可达100%
二、全反射棱镜
全反射棱镜的应用
双筒望远镜中的全反射棱镜
二、全反射棱镜
全反射棱镜的应用
自行车尾灯
二、全反射棱镜
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）
如图,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
原理：利用全反射原理
结构：
三、光导纤维
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。
视频
：水流导光
三、光导纤维
应用1：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．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．
三、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
应用2：内窥镜
三、光导纤维
2.(多选)下列选项所示，光线由空气透过玻璃砖再射入空气的光路图中正确的是（玻璃折射率n=1.5）（ ）
√
√
√
练习
3．红、黄、绿三种单色光以相同的入射角从水中射向空气，若黄光在界面上恰好发生全反射，则下列判断正确的是（ ）
A．绿光不能发生全反射
B．红光一定能发生全反射
C．黄光在水中的波长比红光在水中的波长长
D．这三种单色光相比，红光在水中传播的速率最大
D
练习
4、如图所示，在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形。有一半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为( )
A.r B.1.5r
C.2r D.2.5r
C
练习
判天地之美
析万物之理