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認(rèn)識(shí)光的全反射現(xiàn)象,教學(xué)目標(biāo): 1、理解光的全反射現(xiàn)象 2、掌握臨界角的概念和發(fā)生全反射的條件 3、了解全反射現(xiàn)象的應(yīng)用,說明: 有關(guān)臨界角目前高考中的要求是理解其概念,知道計(jì)算式,而不要求會(huì)利用臨界角的公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算,請(qǐng)同學(xué)們酌情處理,問:光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象呢?,好好想一想,不要太急于回答。,一般,光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象,還有反射現(xiàn)象。光路圖如下:,假設(shè)水中有一個(gè)可以移動(dòng)激光器S,它發(fā)出的光線從水射向空,入射角為i,反射角為i,折射角為r。因?yàn)槭菑墓饷芙橘|(zhì)射向光疏介質(zhì),ri,當(dāng)S移動(dòng)時(shí),入射角i增大,則反射角和折射角都增大,當(dāng)入射角增大到C時(shí),折射角剛好增達(dá)到900。,下面讓我們通過演示實(shí)驗(yàn),看一看將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象。,若入射角繼續(xù)增大呢?,實(shí)驗(yàn):讓一束激光從半圓形玻璃磚的弧面沿半徑射到AB界面的O點(diǎn)。(如圖),旋轉(zhuǎn)玻璃磚,改變?nèi)肷浣莍,我們可以看到:,入射角i增大時(shí),折射角r也增大,折射光線越來越暗,反射光線卻逐漸變亮;當(dāng)入射角i增大到某一角度時(shí),折射角r達(dá)到900 ,折射光線就完全消失了,只剩下反射光線,這種現(xiàn)象叫全反射,折射角為900時(shí)的入射角叫做臨界角,用C表示。,可見:入射角增大的過程中,折射角也增大,這是一個(gè)量變過程;當(dāng)入射角達(dá)到臨界角和大于臨界角時(shí),就引起質(zhì)變,出現(xiàn)了全反射現(xiàn)象。,所以光在兩種介質(zhì)界面不一定同時(shí)存在著反射和折射現(xiàn)象。,光導(dǎo)纖維, 全反射現(xiàn)象是自然界里常見的現(xiàn)象,我們常聽到的“光纖通信”就是利用了全反射的原理,為了說明光導(dǎo)纖維對(duì)光的傳導(dǎo)作用,我們做下面的實(shí)驗(yàn),彎曲的玻璃棒能傳光,光導(dǎo)纖維是非常細(xì)的特制玻璃絲,直徑只有幾微米到幾百微米之間,由內(nèi)芯與外套兩層組成內(nèi)芯的折射率比外套的大,光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射,把光導(dǎo)纖維聚集成束,使其兩端纖維排列的相對(duì)位置相同,圖像就可以從一段傳到另一端了,光導(dǎo)纖維,光導(dǎo)纖維的用途很大,醫(yī)學(xué)上將其制成內(nèi)窺鏡,用來檢查人體內(nèi)臟的內(nèi)部,內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu),光導(dǎo)纖維在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用,光導(dǎo)纖維的用途很大,通過它可以實(shí)現(xiàn)光纖通信,光纖,光纖通信的主要優(yōu)點(diǎn)是容量大、衰減小、抗干擾性強(qiáng)雖然光纖通信的發(fā)展歷史只有20多年的,但是發(fā)展的速度是驚人的,請(qǐng)同學(xué)們思考下面幾個(gè)問題:,1、如果激光束從空氣直接射到玻璃磚的直徑AB界面上,還會(huì)不會(huì)發(fā)生全反射?,2、要滿足什么條件,才可以發(fā)生全反射呢?,3、對(duì)于某種介質(zhì),它的臨界角是多大呢?,4、你在家里是不是可以自己完成上面的實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?思考得怎么樣?我們一起來完成吧。,發(fā)生全反射的條件:,1、光必須從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì),2、入射角必須大于(或等于)臨界角,臨界角:,設(shè)某種介質(zhì)的折射率為n,則有:,例題解析:,解:根據(jù)發(fā)生全反射須滿足的兩個(gè)條件,光在EF面是空氣射入玻璃,即是從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì),不可能發(fā)生全反射在MN面上,光是從玻璃射向空氣,滿足第一個(gè)條件;光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì);但其入射光線即是光線通過EF界面后的折射光線故其入射角i的大小是受限制的,如圖乙所示,由于i90,據(jù)折射定律sini/sinr=n有sinr1/n,即rc,又據(jù)平面幾何知識(shí)i=r,即也有ic,不滿足發(fā)生全反射的第二個(gè)條件,所以在MN界面上也不能發(fā)生全反射正確的選項(xiàng)為D 注意發(fā)生全反射的兩個(gè)條件缺一不可,其中任何一個(gè)條件均只是發(fā)
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