4.2全反射课件(共18张PPT)-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

(共18张PPT)
第2节 全反射
第四章 光
课堂引入
水中的气泡和叶子上的
露珠看起来特别明亮
光纤是如何传输光信号的
如何切割钻石
1.光密介质：折射率较大的介质。
2.光疏介质：折射率较小的介质。
2、“疏”、“密”不是指密度，而是指折射率的大小
物质 折射率
水 1.33
酒精 1.36
玻璃 1.50
密度
1 g/cm3
0.97 g/cm3
酒精是光密介质
酒精是光疏介质
注意：1、“光密介质”和“光疏介质” 是相对的
光由光疏介质射入光密介质
折射角________入射角
空气
玻璃
光由光密介质射入光疏介质
折射角_____入射角
空气
玻璃
O
O
小于
大于
光疏介质(n小) 速度____，角度______；
光密介质(n大) 速度____，角度______；
小 小
大 大
思考：光从光密介质射向光疏介质时，
1、若入射角增大，折射角和入射角哪个先增大到90°？
2、如果一直增大入射角会出现什么现象？
3、如果是从光疏介质射向光密介质又会如何？


O
光疏介质
光密介质
空气
水
（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
全反射
1.定义：当光从光密介质射入光疏介质时，入射角逐渐增大到某一角度，光线全部被反射回原光密介质的现象。 这时的入射角叫临界角，一般用字母C 表示。
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
2.发生全反射的条件：
①光从_____介质射入_____介质
②入射角_____________临界角
3.折射率与临界角的关系：（光由介质射入真空中）
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。
界面
真空
介质
C
光疏
光密
大于或等于
1.全反射棱镜
结构：横截面为等腰直角三角形。
垂直AB面入射时：
在AC面全反射，垂直BC面出射
垂直AC面入射时：
在AB、 BC面全反射，垂直AC面出射
变化180 °
C
B
A
变化90 °
A
B
C
作用：改变光的方向，可使光的传播方向改变90°或180°
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
1.全反射棱镜
光导纤维的发展
2、光导纤维(简称光纤)
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。
要求
n内 > n外
光纤装饰照明
光导纤维在通信上的应用
光纤通信的主要优点是：容量大、衰减小、抗干扰性强．
1.上现蜃景——海市蜃楼
夏天，海面上空气的温度比空中低，空气的折射率下层比上层大。我们可以粗略地把空气看做是由许多水平的气层组成的，各层的密度都不相同。远处的楼阁、船舶、山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。
2.下现蜃景——沙漠蜃景
夏天，阳光照到沙漠，使贴近底面的空气比上层的空气还要热，因而折射率比上层的空气要小。远处物体发出的光线，在射向地面时，进入稀薄的热气层，不断被折射，入射角逐渐增大。当光线的入射角增大到临界角时，就发生全反射现象，人们就会看到沙漠中远处景物的像。
例 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？
图示为一光导纤维（可简化为一长玻璃丝）的示意图，玻璃丝长为L，折射率为 n，AB 代表端面。一束光从真空射入玻璃丝的端面，已知光在真空中的传播速度为 c。为使光线能从玻璃丝的端面传播到另一端面，光纤的n应该最小为多少？