(共32张PPT)
光的全反射
物理选修3-4
正定一中 刘建新
生活中有很多跟光有关的有趣的自然现象
光密介质和光疏介质
看课本48页，思考：
1.水是光密介质还是光疏介质？
2.由光疏介质→光密介质 ：入射角 折射角
由光密介质→光疏介质 ：入射角 折射角
＞
＜
光疏介质和光密介质
折射率小的介质叫光疏介质。
折射率大的介质叫光密介质。
注意：光疏和光密介质是相对的。因为折射率的大小是相对的。
介质 空气 水 酒精 金刚石
折射率 1.00028 1.33 1.36 2.42
3既然光有光密→光疏介质时，折射角大于入射角，可以预料，当入射角增大到一定程度，但还没有达到90o，折射角就会增大到90o。如果入射角再增大，会出现什么现象？
观察演示实验
总结实验现象：
光由玻璃介质射入空气时，同时发生反射和折射，折射角大于入射角，随着入射角的增大，反射光线越来越强，折射光线越来越弱，当折射角增大到90°时，折射光线完全消失，只剩下反射光线。
折射角θ2 增大到90°时，发生全反射现象．
θ1
θ3
介质
N
N'
A
O
C
空气
θ1
θ2
介质
N
N'
A
O
B
空气
θ3
C
全反射
光由一种透明介质射到另一透明介质,当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°时，折射光完全消失，只剩下反射光，这种现象叫全反射。
全反射现象:
从以上的实验中,我们总结：什么情况下发生了全反射呢
1 光从玻璃介质进入空气。
2 入射角要大于某个值
因而 ：
临界角
光从折射率为n的某种介质射到空气(或真空)时的临界角C 就是折射角等于90°时的入射角，根据折射定律可得：
总结:什么条件下会发生全反射呢？
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．
思考与讨论:
1、光从空气射向水中会发生全反射吗
2、光从玻璃介质射向水中会发生全反射吗
3、池塘的水面下一定深度有一个点光源，从水面上方观察，会看到什么现象？
思考与讨论： 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？这个圆锥的顶角多大？
C
水的折射率为1.33 所以C=48.80
则有圆锥顶角θ=2C=97.60
θ
C
全反射原理在生活中的应用及对奇妙自然现象的解释——海市蜃楼成因分析
马路上所成的蜃景现象.flv.flv
全反射原理在生活中的应用及对奇妙自然现象的解释
光导纤维的用途很大，通过它可以实现光纤通信．
光纤
??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．
光导纤维在医学上的应用 :内窥镜
1、光线由AB面垂直入射
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
全反射棱镜
全反射原理在生活中的应用及对奇妙自然现象的解释
A
B
C
在AC面发生全反射，垂直由BC面出射．
C
B
A
变化180 °
在AB、 BC面发生两次全反射，垂直由AC面出射．
变化90 °
全反射棱镜应用
在光学仪器里，常用全反射棱镜来代替平面镜，改变光的传播方向．望远镜为了提高倍数，镜筒要很长，通过使用全反射棱镜能够缩短镜筒的长度．
缩短镜筒的长度
全反射棱镜的应用
?
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%
提高反射率
在实际的潜望镜里用全反射棱镜代替平面镜
潜望镜
潜望镜.mpg
全反射棱镜的应用
小 结
1、光疏介质、光密介质
2、全反射
定义
临界角C
全反射的产生条件
3、全反射原理的应用实例
全反射棱镜
光导纤维
海市蜃楼
解题指导
[例题1]光在某种介质中的传播,介质的折射率为2，若要使光从此介质射向真空时发生全反射，则入射角不可能的值是：[ ]
150 B. 300
C. 450 D. 600
A
例题2：某介质的折射率为√2，一束光从介质射向空气，入射角为60°，如图1所示的哪个光路图是正确的 [ ]
D
例题3：劣质的玻璃中往往含有气泡.这些空气泡看上去比较亮,对这一现象有下列不同的解释,其中正确的是( )
A空气泡对光线有聚集作用,因而较亮.
B.空气泡对光线有发散作用.因而较亮.
C.从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分发生全反射,因而较亮.
D.从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射,因而较亮.
D
达标作业：
（一）、课本53页问题与练习：1、2、3、6、题。
（二）、自己动手：找一个光亮的小铁球，用烛焰熏成黑色，再用细线悬吊在装有水的玻璃杯中，用强光手电照射水中的小球，试解释看到的现象。全反射学案
课标要求：
1、知道光疏介质、光密介质、全反射、临界角的概念。
２、知道全反射的条件，能计算有关问题，能解释全反射现象。
３、了解全反射现象的应用。
教学目标：
知识目标：
(1)理解光的全反射现象；
(2)掌握临界角的概念和发生全反射的条件；
(3)了解全反射现象的应用．
２、能力目标
（１）、根据所学知识，培养学生合理外推能力。
（２）、通过观察演示实验，理解光的全反射现象，概括出发生全反射的条件，培养学生的观察、概括能力；培养学生透过现象分析本质的方法、能力。
３、德育目标：
（1）、培养学生热爱科学的良好品质。树立科学的世界观。
（2）、激励学生学习兴趣，渗透科学探究的意识。
学习重点：1、理解临界角
2、理解全反射的条件
3、全反射的应用，对全反射现象的解释
教学难点：全反射的应用，对全反射现象的解释
教学环节：
新课引入：海市蜃楼奇景（多媒体展示）
自主学习：教材48页全反射第一、二段。
思考问题：
水是光疏介质还是光密介质？
比较折射角和入射角的大小：光密到光疏介质
推理与猜想：既然光有光密→光疏介质时，折射角大于入射角，可以预料，当入射角增大到一定程度，但还没有达到90度，折射角就会增大到90度。如果入射角在增大，会出现什么现象？
实验研究：光的全反射实验。
合作探究：（1）总结实验现象
（2）探究全反射条件
（3）光从玻璃射向水中会发生全反射吗？
（4）光从空气射入水中会发生全反射吗？
（5）展开想象：潜水员看水面上的景色回事什么样子？
6、利用全反射原理解释有关现象：
海市蜃楼、光导纤维、全反射棱镜
7、课堂检测：
（1）光在某种介质中的传播,介质的折射率为2，若要使光从此介质射向真空时发生全反射，则入射角不可能的值是：[ ]
A、15° B、30° C、45° D、60°
（2）某介质的折射率为√2，一束光从介质射向空气，入射角为60°，如图1所示的哪个光路图是正确的 [ ]
（3）劣质的玻璃中往往含有气泡.这些空气泡看上去比较亮,对这一现象有下列不同的解释,其中正确的是( )
A空气泡对光线有聚集作用,因而较亮.
B.空气泡对光线有发散作用.因而较亮.
C.从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分发生全反射,因而较亮.
D.从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射,因而较亮.
课堂总结：1、光束介质和光密介质的意义
全反射的意义、条件及临界角
全反射原理的应用：解释有关现象如海市蜃楼，光导纤维、全反射棱镜的应用。
达标作业：
（一）53页问题与练习：1、2、3、6、题。
（二）自己动手：找一个光亮的小铁球，用烛焰熏成黑色，再用细线悬吊在装有水的玻璃杯中，用强光手电照射水中的小球，试解释看到的现象。
