高二物理《全反射》(課件)

1、湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 11湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 11折射率的概念折射率的概念復(fù)習(xí)：復(fù)習(xí)：)1( nvcn是光從真空射入某種介質(zhì)中時的折射率；是光從真空射入某種介質(zhì)中時的折射率；21sinsinn湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 11H2OS問：光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時會發(fā)問：光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時會發(fā)生什么現(xiàn)象呢？生什么現(xiàn)象呢？湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 11 一般，光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)一般，光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時會發(fā)生折射現(xiàn)象，還

2、有反射現(xiàn)象。光路時會發(fā)生折射現(xiàn)象，還有反射現(xiàn)象。光路圖如下：圖如下：H2OSi ir問：光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時會發(fā)問：光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時會發(fā)生什么現(xiàn)象呢？生什么現(xiàn)象呢？湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 11假設(shè)水中有一個可以移動激光器假設(shè)水中有一個可以移動激光器S，它，它發(fā)出的光線從水射向空氣，入射角為發(fā)出的光線從水射向空氣，入射角為i，反射，反射角為角為i ，折射角為，折射角為 。因?yàn)槭菑墓饷芙橘|(zhì)射向。因?yàn)槭菑墓饷芙橘|(zhì)射向光疏介質(zhì)，光疏介質(zhì)， i H2OSi ir湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 11 當(dāng)當(dāng)S向右移動時，

3、向右移動時，入射角入射角i增大，則反射增大，則反射角和折射角都增大角和折射角都增大H2OSi ir假設(shè)水中有一個可以移動激光器假設(shè)水中有一個可以移動激光器S，它，它發(fā)出的光線從水射向空氣，入射角為發(fā)出的光線從水射向空氣，入射角為i，反射，反射角為角為i ，折射角為，折射角為 。因?yàn)槭菑墓饷芙橘|(zhì)射向。因?yàn)槭菑墓饷芙橘|(zhì)射向光疏介質(zhì)，光疏介質(zhì)， i 湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 11H2OSi ir 當(dāng)當(dāng)S向右移動時，向右移動時，入射角入射角i增大，則反射增大，則反射角和折射角都增大角和折射角都增大假設(shè)水中有一個可以移動激光器假設(shè)水中有一個可以移動激光器S，它，它發(fā)出

4、的光線從水射向空氣，入射角為發(fā)出的光線從水射向空氣，入射角為i，反射，反射角為角為i ，折射角為，折射角為 。因?yàn)槭菑墓饷芙橘|(zhì)射向。因?yàn)槭菑墓饷芙橘|(zhì)射向光疏介質(zhì)，光疏介質(zhì)， i 湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 11H2OSi ir 當(dāng)當(dāng)S向右移動時，向右移動時，入射角入射角i增大，則反射增大，則反射角和折射角都增大角和折射角都增大假設(shè)水中有一個可以移動激光器假設(shè)水中有一個可以移動激光器S，它，它發(fā)出的光線從水射向空氣，入射角為發(fā)出的光線從水射向空氣，入射角為i，反射，反射角為角為i ，折射角為，折射角為 。因?yàn)槭菑墓饷芙橘|(zhì)射向。因?yàn)槭菑墓饷芙橘|(zhì)射向光疏介質(zhì)，光疏介

5、質(zhì)， i 湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 11當(dāng)入射角增大當(dāng)入射角增大到到C時，折射角剛好時，折射角剛好增達(dá)到增達(dá)到90 H2OSi ir 當(dāng)當(dāng)S向右移動時，向右移動時，入射角入射角i增大，則反射增大，則反射角和折射角都增大角和折射角都增大假設(shè)水中有一個可以移動激光器假設(shè)水中有一個可以移動激光器S，它，它發(fā)出的光線從水射向空氣，入射角為發(fā)出的光線從水射向空氣，入射角為i，反射，反射角為角為i ，折射角為，折射角為 。因?yàn)槭菑墓饷芙橘|(zhì)射向。因?yàn)槭菑墓饷芙橘|(zhì)射向光疏介質(zhì)，光疏介質(zhì)， i 湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 11當(dāng)入射角增大當(dāng)入

6、射角增大到到C時，折射角剛好時，折射角剛好增達(dá)到增達(dá)到90 H2OSi irC 當(dāng)當(dāng)S向右移動時，向右移動時，入射角入射角i增大，則反射增大，則反射角和折射角都增大角和折射角都增大假設(shè)水中有一個可以移動激光器假設(shè)水中有一個可以移動激光器S，它，它發(fā)出的光線從水射向空氣，入射角為發(fā)出的光線從水射向空氣，入射角為i，反射，反射角為角為i ，折射角為，折射角為 。因?yàn)槭菑墓饷芙橘|(zhì)射向。因?yàn)槭菑墓饷芙橘|(zhì)射向光疏介質(zhì)，光疏介質(zhì)， i 湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 11 當(dāng)當(dāng)S移動時，入移動時，入射角射角i增大，則反射增大，則反射角和折射角都增大角和折射角都增大當(dāng)入射角增大

7、當(dāng)入射角增大到到C時，折射角剛好時，折射角剛好增達(dá)到增達(dá)到90 H2OSi irC假設(shè)水中有一個可以移動激光器假設(shè)水中有一個可以移動激光器S，它，它發(fā)出的光線從水射向空氣，入射角為發(fā)出的光線從水射向空氣，入射角為i，反射，反射角為角為i ，折射角為，折射角為 。因?yàn)槭菑墓饷芙橘|(zhì)射向。因?yàn)槭菑墓饷芙橘|(zhì)射向光疏介質(zhì)，光疏介質(zhì)， i 湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 11若入射角繼續(xù)增大呢？若入射角繼續(xù)增大呢？湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 11若入射角繼續(xù)增大呢？若入射角繼續(xù)增大呢？下面讓我們通過演示實(shí)驗(yàn)，看一看將會下面讓我們通過演示實(shí)驗(yàn)，

8、看一看將會發(fā)生什么現(xiàn)象。發(fā)生什么現(xiàn)象。湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 11若入射角繼續(xù)增大呢？若入射角繼續(xù)增大呢？下面讓我們通過演示實(shí)驗(yàn)，看一看將會下面讓我們通過演示實(shí)驗(yàn)，看一看將會發(fā)生什么現(xiàn)象。發(fā)生什么現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)：讓一束激光從半圓形玻璃磚的弧實(shí)驗(yàn)：讓一束激光從半圓形玻璃磚的弧面沿半徑射到面沿半徑射到AB界面的界面的O點(diǎn)。（如圖）點(diǎn)。（如圖）反射鏡反射鏡激激光光束束激光器激光器ABOnr湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 11若入射角繼續(xù)增大呢？若入射角繼續(xù)增大呢？下面讓我們通過演示實(shí)驗(yàn)，看一看將會下面讓我們通過演示實(shí)驗(yàn)，看一看將會發(fā)生什

9、么現(xiàn)象。發(fā)生什么現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)：讓一束激光從半圓形玻璃磚的弧實(shí)驗(yàn)：讓一束激光從半圓形玻璃磚的弧面沿半徑射到面沿半徑射到AB界面的界面的O點(diǎn)。（如圖）點(diǎn)。（如圖）旋轉(zhuǎn)玻璃旋轉(zhuǎn)玻璃磚，改變?nèi)肷浯u，改變?nèi)肷浣墙莍，我們可以，我們可以看到：看到：反射鏡反射鏡激激光光束束激光器激光器ABOnr湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 11湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 111.全反射全反射：入射角：入射角i增大時，折射角增大時，折射角r也也增大，折射光線越來越暗，反射光線卻逐漸增大，折射光線越來越暗，反射光線卻逐漸變變亮亮；當(dāng)入射角；當(dāng)入射角i增大到某一角度

10、時，折射角增大到某一角度時，折射角r達(dá)到達(dá)到90 ，折射光線就完全消失了，只剩下，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。反射光線，這種現(xiàn)象叫全反射。一、全反射一、全反射湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 111.全反射全反射：入射角：入射角i增大時，折射角增大時，折射角r也也增大，折射光線越來越暗，反射光線卻逐漸增大，折射光線越來越暗，反射光線卻逐漸變變亮亮；當(dāng)入射角；當(dāng)入射角i增大到某一角度時，折射角增大到某一角度時，折射角r達(dá)到達(dá)到90 ，折射光線就完全消失了，只剩下，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。反射光線，這種現(xiàn)象叫全

11、反射。2.臨界角臨界角：折射角為：折射角為90 時的入射角叫時的入射角叫做臨界角，用做臨界角，用C表示。表示。一、全反射一、全反射湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 11思考與討論：思考與討論：光在兩種介質(zhì)界面是否一定同時光在兩種介質(zhì)界面是否一定同時存在著反射和折射現(xiàn)象？存在著反射和折射現(xiàn)象？湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 11思考與討論：思考與討論：光在兩種介質(zhì)界面是否一定同時光在兩種介質(zhì)界面是否一定同時存在著反射和折射現(xiàn)象？存在著反射和折射現(xiàn)象？ 答答: :當(dāng)光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時，隨著當(dāng)光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時，隨著入射角增大

12、，折射角也增大，這是一個量變過入射角增大，折射角也增大，這是一個量變過程；當(dāng)入射角達(dá)到臨界角和大于臨界角時，就程；當(dāng)入射角達(dá)到臨界角和大于臨界角時，就引起質(zhì)變，出現(xiàn)了全反射現(xiàn)象。所以光在兩種引起質(zhì)變，出現(xiàn)了全反射現(xiàn)象。所以光在兩種介質(zhì)界面不一定同時存在著反射和折射現(xiàn)象。介質(zhì)界面不一定同時存在著反射和折射現(xiàn)象。湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 11請同學(xué)們思考下面幾個問題：請同學(xué)們思考下面幾個問題：1. 如果激光束從空氣直接射到玻璃磚的直徑如果激光束從空氣直接射到玻璃磚的直徑 AB界面上，還會不會發(fā)生全反射？界面上，還會不會發(fā)生全反射？2. 要滿足什么條件，才可以發(fā)生

13、全反射呢？要滿足什么條件，才可以發(fā)生全反射呢？ 3. 對于某種介質(zhì)，它的臨界角是多大呢？對于某種介質(zhì)，它的臨界角是多大呢？湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 113.發(fā)生全反射的條件：發(fā)生全反射的條件： 湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 111）. 光必須從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；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。入射角必須大于（或等于）臨界角。3.發(fā)生全反射的條件：發(fā)生全反射的條件： 思考：不同介質(zhì)的折射率不同，臨界角是不一思考：不同介質(zhì)的折射率不同，臨界角是不一樣的。怎樣計算某種介質(zhì)在空氣中發(fā)生全反射樣

14、的。怎樣計算某種介質(zhì)在空氣中發(fā)生全反射的臨界角？的臨界角？湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 111）. 光必須從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；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。入射角必須大于（或等于）臨界角。3.發(fā)生全反射的條件：發(fā)生全反射的條件： 思考：不同介質(zhì)的折射率不同，臨界角是不一思考：不同介質(zhì)的折射率不同，臨界角是不一樣的。怎樣計算某種介質(zhì)在空氣中發(fā)生全反射樣的。怎樣計算某種介質(zhì)在空氣中發(fā)生全反射的臨界角？的臨界角？Cnsin90sinsinsin021nC1sin湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 1

15、1 【例例1】如圖所示，】如圖所示，EF和和MN是長方形玻璃磚兩是長方形玻璃磚兩平行側(cè)面，將其置于空氣中，一束光線射到玻璃平行側(cè)面，將其置于空氣中，一束光線射到玻璃磚的磚的EF面上若入射角逐漸增大到靠近界面，關(guān)面上若入射角逐漸增大到靠近界面，關(guān)于能否發(fā)生全反射的判斷，下列正確的是于能否發(fā)生全反射的判斷，下列正確的是:A. 在在EF面上不可能，在面上不可能，在MN面上有可能面上有可能B. 在在EF面上有可能，在面上有可能，在MN面上不可能面上不可能C. 在在EF和和MN面上都有可能面上都有可能D. 在在EF和和MN面上都不可能面上都不可能湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 11教材P50例題湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 11二、全反射棱鏡二、全反射棱鏡湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 11二、全反射棱鏡二、全反射棱鏡湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)校2011年上學(xué)期制作 11三、光導(dǎo)纖維三、光導(dǎo)纖維湖南長郡衛(wèi)星遠(yuǎn)程學(xué)