4.2 全反射 课件（共21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
文档属性
| 名称 | 4.2 全反射 课件（共21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 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 32.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-01-11 09:48:59 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
第四章 光
第2节 全反射
人教版（2019）选择性必修一
目录
一、光疏介质和光密介质
二、全反射
三、全反射的应用
水中的气泡和叶子上的露珠看起来特别明亮
光纤装饰照明
你能解释这个魔术的原理吗
新课导入
知识讲解
课堂小结
随堂练习
布置作业
上一节中，我们知道光从空气进入另一种介质中时，会发生折射。而且介质不同，折射率不同。根据折射率的不同，我们把介质分了两类——光疏介质和光密介质。
光疏介质:两种介质中折射率较小的介质叫作光疏介质。
光密介质:两种介质中折射率较大的介质叫作光密介质。
光密介质（水或玻璃）和光疏介质（空气）
说明：
①光疏介质和光密介质是相对而言的，同一种介质，相对其他介质来说可能是光疏介质，也可能是光密介质。
②光疏和光密是相对介质的光学特性来说的，并不指它的密度大小。
③光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的传播速度小。
④光从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角；反之，光由光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角。
一、光疏介质和光密介质
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
空气
玻璃
O
空气
玻璃
O
光由光疏介质射入光密介质
折射角________入射角
小于
光由光密介质射入光疏介质
折射角_____入射角
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
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
【思考】光由光密介质进人光疏介质时，折射角大于入射角。若增大入射角，折射角也增大，谁先达到90°？若继续增大入射角，会发生什么现象？
空气
玻璃
O
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
【实验现象】光由光密介质进人光疏介质，在入射角逐渐增大过程中：
1. 反射角逐渐增大，折射角逐渐增大；
2. 反射光线亮度逐渐增强，折射光线亮度逐渐减弱；
3. 当入射角增大到某一角度时，折射光线消失，所有光线全部反射。
临界角
全反射
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
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，使折射角为90°，即折射光线消失，光线全部被反射回原光密介质的现象。
2. 临界角：折射角等于90°时的入射角叫做临界角，用表示。
【思考】怎样计算光从折射率为 n 的某种介质射入空气（真空）发生全反射时的临界角C ？
C
n越大，临界角越小，越容易发生全发射
3. 发生全反射的条件： ① 光从光密介质进入光疏介质；
② 入射角等于或大于临界角。
二、全反射
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
光疏介质
光密介质
原因：光从水或玻璃射向气泡时，一部分光在分界面上发生了全反射.
为什么液体中的气泡看起来特别明亮？
你能解释这个魔术的原理吗？
全反射现象解释
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
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。
自然中的全反射现象--海市蜃楼
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
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。
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
1.全反射棱镜原理
结构：横截面为等腰直角三角形。
作用：改变光的方向，可使光的传播方向改变90°或180°
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
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
三、全反射的应用
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
全反射棱镜的应用
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
2.光导纤维的原理
当光在有机玻璃棒（光密介质）内传播时，如果从有机玻璃射向空气（光疏介质）的入射角大于临界角，光会发生全反射，光在有机玻璃棒内沿着锯齿形路线传播。（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。）
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
① 医学上将其制成内窥镜，用来检查人体内脏的内部。
光导纤维的应用：
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
② 光纤通信，优点是容量大、衰减小、抗干扰性强、保密性强、传输速率高。
【学以致用1】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？
解：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。
由公式 和水的折射率n=1.33,可求得临界角
设圆锥的顶角为α,则
α=2C=97.6°
即圆锥的顶角为97.6°。
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
【学以致用2】光由折射率为1.5的玻璃和2.42的金刚石进入空气时的临界角各是多大？
解：根据临界角与折射率的关系式
则光由玻璃进入空气时的临界角
光由金刚石进入空气时的临界角
.
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
【学以致用3】如图所示，一梯形透明介质ABCD，∠A＝75°，∠B＝45°，一光线垂直于BC 面从E点射入介质后，射到AB 面时恰好发生全反射，从AD 面上的某点射出。求：
（1）介质对该光线的折射率n；
（2）该光线从AD 面射出的折射角r。
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
（2）根据几何关系，该光线射到AD面的入射角
i＝180°－（180°－∠A）－θ＝30°
又n＝
解得r＝45°
解析 （1）该光线在介质中传播的光路如图所示。
根据几何关系，该光线在介质中发生全反射的临界角θ＝∠B＝45°
又sin θ＝
解得n＝。
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
全反射
光疏介质与光密介质
全反射发生的条件
临界角
全反射的应用
折射率较小的介质称为光疏介质；
折射率较大的介质称为光密介质。
光疏介质和光密介质是相对的。
① 光从光密介质进入光疏介质
②入射角等于或大于临界角
全反射棱镜
光导纤维
布置作业
课堂小结
新课导入
知识讲解
随堂练习
随堂练习
布置作业
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
第四章 光
第2节 全反射
人教版（2019）选择性必修一
目录
一、光疏介质和光密介质
二、全反射
三、全反射的应用
水中的气泡和叶子上的露珠看起来特别明亮
光纤装饰照明
你能解释这个魔术的原理吗
新课导入
知识讲解
课堂小结
随堂练习
布置作业
上一节中，我们知道光从空气进入另一种介质中时，会发生折射。而且介质不同，折射率不同。根据折射率的不同，我们把介质分了两类——光疏介质和光密介质。
光疏介质:两种介质中折射率较小的介质叫作光疏介质。
光密介质:两种介质中折射率较大的介质叫作光密介质。
光密介质（水或玻璃）和光疏介质（空气）
说明：
①光疏介质和光密介质是相对而言的，同一种介质，相对其他介质来说可能是光疏介质，也可能是光密介质。
②光疏和光密是相对介质的光学特性来说的，并不指它的密度大小。
③光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的传播速度小。
④光从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角；反之，光由光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角。
一、光疏介质和光密介质
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
空气
玻璃
O
空气
玻璃
O
光由光疏介质射入光密介质
折射角________入射角
小于
光由光密介质射入光疏介质
折射角_____入射角
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
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
【思考】光由光密介质进人光疏介质时，折射角大于入射角。若增大入射角，折射角也增大，谁先达到90°？若继续增大入射角，会发生什么现象？
空气
玻璃
O
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
【实验现象】光由光密介质进人光疏介质，在入射角逐渐增大过程中：
1. 反射角逐渐增大，折射角逐渐增大；
2. 反射光线亮度逐渐增强，折射光线亮度逐渐减弱；
3. 当入射角增大到某一角度时，折射光线消失，所有光线全部反射。
临界角
全反射
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
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，使折射角为90°，即折射光线消失，光线全部被反射回原光密介质的现象。
2. 临界角：折射角等于90°时的入射角叫做临界角，用表示。
【思考】怎样计算光从折射率为 n 的某种介质射入空气（真空）发生全反射时的临界角C ？
C
n越大，临界角越小，越容易发生全发射
3. 发生全反射的条件： ① 光从光密介质进入光疏介质；
② 入射角等于或大于临界角。
二、全反射
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
光疏介质
光密介质
原因：光从水或玻璃射向气泡时，一部分光在分界面上发生了全反射.
为什么液体中的气泡看起来特别明亮？
你能解释这个魔术的原理吗？
全反射现象解释
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
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。
自然中的全反射现象--海市蜃楼
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
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。
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
1.全反射棱镜原理
结构：横截面为等腰直角三角形。
作用：改变光的方向，可使光的传播方向改变90°或180°
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
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
三、全反射的应用
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
全反射棱镜的应用
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
2.光导纤维的原理
当光在有机玻璃棒（光密介质）内传播时，如果从有机玻璃射向空气（光疏介质）的入射角大于临界角，光会发生全反射，光在有机玻璃棒内沿着锯齿形路线传播。（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。）
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
① 医学上将其制成内窥镜，用来检查人体内脏的内部。
光导纤维的应用：
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
② 光纤通信，优点是容量大、衰减小、抗干扰性强、保密性强、传输速率高。
【学以致用1】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？
解：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。
由公式 和水的折射率n=1.33,可求得临界角
设圆锥的顶角为α,则
α=2C=97.6°
即圆锥的顶角为97.6°。
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
【学以致用2】光由折射率为1.5的玻璃和2.42的金刚石进入空气时的临界角各是多大？
解：根据临界角与折射率的关系式
则光由玻璃进入空气时的临界角
光由金刚石进入空气时的临界角
.
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
【学以致用3】如图所示，一梯形透明介质ABCD，∠A＝75°，∠B＝45°，一光线垂直于BC 面从E点射入介质后，射到AB 面时恰好发生全反射，从AD 面上的某点射出。求：
（1）介质对该光线的折射率n；
（2）该光线从AD 面射出的折射角r。
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
（2）根据几何关系，该光线射到AD面的入射角
i＝180°－（180°－∠A）－θ＝30°
又n＝
解得r＝45°
解析 （1）该光线在介质中传播的光路如图所示。
根据几何关系，该光线在介质中发生全反射的临界角θ＝∠B＝45°
又sin θ＝
解得n＝。
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
全反射
光疏介质与光密介质
全反射发生的条件
临界角
全反射的应用
折射率较小的介质称为光疏介质；
折射率较大的介质称为光密介质。
光疏介质和光密介质是相对的。
① 光从光密介质进入光疏介质
②入射角等于或大于临界角
全反射棱镜
光导纤维
布置作业
课堂小结
新课导入
知识讲解
随堂练习
随堂练习
布置作业
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业