高二物理选修3-4全反射课件

课件33张PPT。全 反 射一、光疏媒质与光密媒质 1、定义: 1)、光疏媒质:两种媒质中折射率较小的媒质叫做光疏媒质.2)、光密媒质:两种媒质中折射率较大的媒质叫做光密媒质.对光疏介质 n较小 同一频率的光在其中传播的V较大；对光密介质 n较大 同一频率的光在其中传播的V较小。2、理解: 1)、光疏媒质光密媒质是相对而言的.只有对给定的两种媒质才能谈光疏媒质与光密媒质.没有绝对的光密媒质. 如：水、玻璃和金刚石三种介质比较，n水＝1.33 n玻璃＝1.5～1.9 n金刚石＝2.42。 对水而言，玻璃是光密介质；但对金刚石而言，玻璃则是光疏介质。 2)、光疏媒质与光密媒质的界定是以折射率为依据的,与媒质的其它属性(如密度等)无关. 例如：水和酒精，n水＝1.33＜n酒精＝1.36，酒精相对于水而言是光密介质，但ρ水＞ρ酒。i 思考光进入不同介质时的角度大小关系：NN'AOB光疏介质光密介质ir光从光疏介质进入光密介质NN'AOB光疏介质光密介质光从光密介质进入光疏介质r 逐渐增大入射角，当入射角增大到某一角度，折射角接近90°时，继续增大入射角，这时会发生什么情况？θ1θ2NN'AOB光疏介质光密介质Bθ1θ2NN'AO光密介质光疏介质思考：二、全反射:1、全反射：当光从光密媒质进入光疏媒质时,折射角大于入射角.当入射角增大到某一角度时,折射角等于900,此时,折射光完全消失入射光全部反回原来的媒质中,这种现象叫做全反射.2、临界角:1)、定义:光从光密媒质射向光疏媒质时,折射角等于900时的入射角,叫做临界角.用字母C表示. 临界角是指光由光密媒质射向光疏媒质时,发生全反射形象时的最小入射角,是发生全反射的临界状态.当光由光密媒质射入光疏媒质时:若入射角iA 在真空中传播时，紫光的速度比较大
B 在玻璃中传播时，红光的速度比较大
C 玻璃对红光的折射率较紫光大
D 从玻璃到空气的界面上，红光的临界角较紫光大B D2.如图所示，一束白光以较大的入射角射到三棱镜的一侧面上，从三棱镜的另一侧面射出，在屏上形成从红到紫的彩色光带.光入射角逐渐减小时（ ）
A.红光最先消失
B.紫光最先消失
C.红光和紫光同时消失
D.红光和紫光都不会消失 Ｂ3.光在某种介质中的传播速度1.5×108m/s，
则光从此介质射向真空并发生全反射的临界角是 ( )
A.15° B.30°
C.45° D.60°B 4.某玻璃的临界角为42°，当在玻璃中的某一光线射到玻璃与空气的分界面时，若入射角略小于临界角，则光线在空气中的折射角应为 ( )
A.小于42°
B.小于60°
C.小于90°
D.无折射光线C5.一束光从空气射向折射率为n= 的某种玻璃的表面，如图所示，i代表入射角，则( )BCDA.当i＞45°时会发生全反射现象
B.无论入射角是多大，折射角都不会超45°
C.欲使折射角? =30°应以i=45°的角度入射
D.当入射角i=arctan 时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直三、全反射的应用1、光导纤维—光纤通讯 一种利用光的全反射原理制成的能传导光的玻璃丝,由内芯和外套组成,直径只有几微米到100微米左右,内芯的折射率大于外套的折射率.当光线射到光导纤维的端面上时,光线就折射进入光导纤维内,经内芯与外套的界面发生多次全反射后
从光导纤维的另一端面射出,而不从
外套散逸,光能损耗极小。故
利用光导纤维可以弯曲传光,传像,可制作各种潜望镜,医用内窥镜等. 利用光纤可实现光纤通信，而光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强. 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弯曲的玻璃棒能传光2.常见的全反射现象（1）水或玻璃中的气泡看上去特别明亮 水或玻璃中的气泡是光疏介质，光经水或玻璃照射气泡时，一部分光会发生全反射，有更多的光反射到人的眼睛中，人眼感觉会特别明亮。 （2）在炎热的夏天，我们有时会看到远处柏油马路上显得特别明亮 因为贴近热路面附近的空气层稀薄，比上层空气的折射率小，从远处物体射向路面的光线，也可能发生全反射，远远看上去，路面显得特别明亮，就像用水淋过一样。(3)蜃景的成因和规律 夏天，在气压恒定的海面上，空气密度随高度增加而减小，对光的折射率也随之减小。从而形成一具有折射率梯度的空气层。当光线通过此空气层时，将发生偏转。如图所示，设一束从远处景物A发出的光线a以入射角I由折射率为n处射入空气层。 当n, i一定时，从下层空气进入上层空气的入射角不断增大，当增大到由某两层空气的折射率决定的临界角时，就会全反射。 人在C处逆着C光线看，可看到经全反射形成的倒立虚像；在B处逆着b光线看，也可看到经折射形成的正立虚像。 总之，若人在较高处，看到的蜃景是由折射形成的正立虚像；若人在较低处，看到的蜃景是由折射和全反射形成的倒立虚像。(4)太阳光投射到小水滴上,产生色散现象.
3.全反射棱镜1、光线由AB面垂直入射，在AC面发生全反射，垂直由BC面出射．横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜2、光线由AC面垂直入射，在AB、 BC面发生两次全反射，垂直由AC面出射．变化90 °变化180 °全反射棱镜典型应用全反射棱镜???一般的平面镜都是在玻璃的后面镀银，我们在以前讨论平面镜成像都只考虑这个银面的反射，实际上由于平面镜玻璃的前表面对光线的反射，形成多个虚像，其中第一次被玻璃前表面反射而形成的虚像S?是最明亮的．平面镜玻璃的前表面平面镜玻璃的后表面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……练习、光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的
条件是（ ）
A．光从玻璃射到分界面上，入射角足够小
B．光从玻璃射到分界面上，入射角足够大
C．光从空气射到分界面上，入射角足够小
D．光从空气射到分界面上，入射角足够大B练习、光由空气射向某介质表面，当入射角为60°时，其折射光线与反射光线恰好垂直，求这种介质的折射率。 练习、如图所示，一束平行光垂直射向半圆形玻璃砖的底边上，已知玻璃的临界角为45°，请找出从玻璃砖半圆侧面射出光线的范围? 【解析】因为光束垂直玻璃砖底边入射，因此不改变方向直接射到玻璃砖半圆侧面上，折射光线与半圆侧面半径的夹角即为光线从玻璃进入空气的入射角.由图可知： 由图可知：过圆心O的光线不改变方向从E点射出；离E点越远的折射光线投射到玻璃与空气交界面上的入射角越大，到C、D处入射角的大小已达临界角45°；再从C、D两点向外的折射光线，入射角大于45°，将发生全反射.所以可从半圆侧面射出光线的范围为圆弧CED.由几何关系，圆弧CED所对圆心角为90°，所以CED弧长占半圆侧面的50%.【解题回顾】找出法线，确定入射角的大小，把它和临界角比较，再运用全反射规律解决问题.这就是分析光从光密介质向光疏介质入射问题的一般思路. 练习、如图所示，一透明塑料棒的折射率为n,光线由棒的一端面射入，当入射角i在一定范围内变化时，光将全部从另一端面射出。当入射角为i为多少时，光在棒的内侧面恰好发生全反射？.
1、光疏介质与光密介质的理解。
2、全反射的定义。
4、临界角的定义与计算。
3、全反射的条件及判断。
5、全反射的应用。小结