物理人教版（2019）选择性必修第一册4.2全反射（共26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26张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 26.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-04-09 13:50:23 | ||
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文档简介
(共26张PPT)
第4章 光
第2节 全反射
问题：海市蜃景和沙漠蜃景形成的原因是什么？
情景引入
海市蜃楼
沙漠蜃景
θ1
θ3
A
O
B
空气
介质2
问题： 1、n1是多大？
2、比较n1、n2大小关系？
如图所示， 同一单色光 以相同角度入射介质1、介质2，折射角 θ2>θ3
n2大于n1
1.概念：
光疏介质：折射率较小的介质
光密介质：折射率较大的介质
2.注意：①光疏介质和光密介质是相对的；
②不同介质的光疏、光密与密度无关。
一、光疏介质和光密介质
物质 折射率
水 1.33
酒精 1.36
玻璃 1.50
空气 1.0003
③光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的小（n=）。
【思考】光由光密介质进入光疏介质时，
①若增大入射角，折射角也增大，谁先达到90°？
②若继续增大入射角，会发生什么现象？
③如果是从光疏介质进入光密介质又将如何？
演 示
观察光从光疏介质进入光密介质的情况
现象：
随着入射角的逐渐增大，折射光线不会消失。
演 示
观察光从光密介质进入光疏介质的情况
【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. 折射角逐渐增大，折射光线亮度逐渐减弱;
2. 反射角逐渐增大，反射光线亮度逐渐增强；
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
1. 全反射：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】怎样计算光从某种介质射入空气（真空）发生全反射时的临界角？
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
C
介质
N
N'
A
O
B
空气
例题当光从折射率为n的介质射入真空（空气）时，发生全发射时的临界角c是多大？
介质 水 各种玻璃 金刚石
折射率n 1.33 1.5~1.8 2.42
临界角C 48.8° 32°~ 42° 24.5°
可见，介质的折射率n越大，发生全反射的临界角C越小，即越容易发生全反射！
二、全反射
C
介质
N
N'
A
O
B
空气
1．如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时，下列情况不可能发生的是（ ）
D
D
练习
2.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？
练习
D
(1)什么是全反射棱镜？
横截面: 等腰直角三角形的玻璃棱镜
(2)这种形状的棱镜为什么称为全反射棱镜？
(3)全反射棱镜有哪些特点？
提高反射率; 改变光的方向.
45
45
45
45
45
45
阅读课本，回答下列问题：
三、全反射棱镜
反射率高，几乎可达100%
（各种玻璃的临界角为32 ~42 ）
反射面不必涂敷任何反光物质
三、全反射棱镜
全反射棱镜作用：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，光线不发生偏折，但在玻璃内部发生全反射。
光没有垂直射入玻璃时
三、全反射棱镜
三、全反射棱镜
自行车尾灯
(1)光导纤维的工作原理是什么？
利用光的全反射原理
(2)光导纤维是由什么构成的？
(3)光导纤维的有哪些优点？
容量大、衰减小、抗干扰性强
阅读课本，回答下列问题：
四、光导纤维
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
要求：n内 > n外
观察光在弯曲的有机玻璃棒中传播的路径
四、光导纤维
①光学：光纤通信
应用：
四、光导纤维
②医学上将其制成内窥镜，用来检查人体内脏的内部。
光纤装饰照明
应用：
四、光导纤维
学以致用
思考：海市蜃景和沙漠蜃景是怎样形成的？有什么区别吗？
1.上现蜃景——海市蜃楼
全反射
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
2.下现蜃景——沙漠蜃景
例题 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？
分析: 如图 ，岸上所有景物发出的光，射向水面时入射角θ1分布在 0°到90°之间，射入水中后的折射角θ2都在 0°至临界角 C 之间。
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，则有：
α ＝ 2C ＝ 97.6°
即圆锥的顶角为 97.6°。
全反射
光疏介质与光密介质
光从光密介质射入光疏介质
全反射的条件
全反射棱镜及其应用
全反射现象：折射光线消失
入射角大于或等于临界角
光导纤维及其应用
课堂小结
第4章 光
第2节 全反射
问题：海市蜃景和沙漠蜃景形成的原因是什么？
情景引入
海市蜃楼
沙漠蜃景
θ1
θ3
A
O
B
空气
介质2
问题： 1、n1是多大？
2、比较n1、n2大小关系？
如图所示， 同一单色光 以相同角度入射介质1、介质2，折射角 θ2>θ3
n2大于n1
1.概念：
光疏介质：折射率较小的介质
光密介质：折射率较大的介质
2.注意：①光疏介质和光密介质是相对的；
②不同介质的光疏、光密与密度无关。
一、光疏介质和光密介质
物质 折射率
水 1.33
酒精 1.36
玻璃 1.50
空气 1.0003
③光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的小（n=）。
【思考】光由光密介质进入光疏介质时，
①若增大入射角，折射角也增大，谁先达到90°？
②若继续增大入射角，会发生什么现象？
③如果是从光疏介质进入光密介质又将如何？
演 示
观察光从光疏介质进入光密介质的情况
现象：
随着入射角的逐渐增大，折射光线不会消失。
演 示
观察光从光密介质进入光疏介质的情况
【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. 折射角逐渐增大，折射光线亮度逐渐减弱;
2. 反射角逐渐增大，反射光线亮度逐渐增强；
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
1. 全反射：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】怎样计算光从某种介质射入空气（真空）发生全反射时的临界角？
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
C
介质
N
N'
A
O
B
空气
例题当光从折射率为n的介质射入真空（空气）时，发生全发射时的临界角c是多大？
介质 水 各种玻璃 金刚石
折射率n 1.33 1.5~1.8 2.42
临界角C 48.8° 32°~ 42° 24.5°
可见，介质的折射率n越大，发生全反射的临界角C越小，即越容易发生全反射！
二、全反射
C
介质
N
N'
A
O
B
空气
1．如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时，下列情况不可能发生的是（ ）
D
D
练习
2.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？
练习
D
(1)什么是全反射棱镜？
横截面: 等腰直角三角形的玻璃棱镜
(2)这种形状的棱镜为什么称为全反射棱镜？
(3)全反射棱镜有哪些特点？
提高反射率; 改变光的方向.
45
45
45
45
45
45
阅读课本，回答下列问题：
三、全反射棱镜
反射率高，几乎可达100%
（各种玻璃的临界角为32 ~42 ）
反射面不必涂敷任何反光物质
三、全反射棱镜
全反射棱镜作用：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，光线不发生偏折，但在玻璃内部发生全反射。
光没有垂直射入玻璃时
三、全反射棱镜
三、全反射棱镜
自行车尾灯
(1)光导纤维的工作原理是什么？
利用光的全反射原理
(2)光导纤维是由什么构成的？
(3)光导纤维的有哪些优点？
容量大、衰减小、抗干扰性强
阅读课本，回答下列问题：
四、光导纤维
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
要求：n内 > n外
观察光在弯曲的有机玻璃棒中传播的路径
四、光导纤维
①光学：光纤通信
应用：
四、光导纤维
②医学上将其制成内窥镜，用来检查人体内脏的内部。
光纤装饰照明
应用：
四、光导纤维
学以致用
思考：海市蜃景和沙漠蜃景是怎样形成的？有什么区别吗？
1.上现蜃景——海市蜃楼
全反射
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
2.下现蜃景——沙漠蜃景
例题 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？
分析: 如图 ，岸上所有景物发出的光，射向水面时入射角θ1分布在 0°到90°之间，射入水中后的折射角θ2都在 0°至临界角 C 之间。
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，则有：
α ＝ 2C ＝ 97.6°
即圆锥的顶角为 97.6°。
全反射
光疏介质与光密介质
光从光密介质射入光疏介质
全反射的条件
全反射棱镜及其应用
全反射现象：折射光线消失
入射角大于或等于临界角
光导纤维及其应用
课堂小结