發(fā)生全反射的臨界角課件

沙漠中的旅行者急于找到水源時(shí)，有時(shí)會(huì)意外地看到前方有一片晶瑩的“水面”，而當(dāng)他們向前走去時(shí)，“水面”卻是可望而不可即，原來這就是“蜃景”．這種現(xiàn)象是怎樣形成的呢？1．不同介質(zhì)的折射率

，把折射率小的介質(zhì)稱為

介質(zhì)，折射率大的介質(zhì)稱為

介質(zhì)，光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)是

的．2．全反射現(xiàn)象的發(fā)生條件是

；

．不同光疏光密相對(duì)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)入射角大于臨界角不同介質(zhì)的折射率不同，我們把折射率較小的介質(zhì)稱為光疏介質(zhì)，折射率較大的介質(zhì)稱為光密介質(zhì)．根據(jù)折射定律，光由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)(例如由空氣射入水)時(shí)，折射角小于入射角；光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)(例如由水射入空氣)時(shí)，折射角大于入射角.(1)定義當(dāng)入射角增大到某一角度，使折射角達(dá)到90°時(shí)，折射光完全消失，只剩下反射光，這種現(xiàn)象叫做全反射，這時(shí)對(duì)應(yīng)的入射角叫做臨界角．(2)發(fā)生全反射的條件①發(fā)生全反射現(xiàn)象必須滿足的兩個(gè)條件一是光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；二是入射角大于或等于臨界角．②臨界角的計(jì)算光從介質(zhì)射入空氣(真空)時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角，C與介質(zhì)的折射率n的關(guān)系是sinC＝特別提醒：1．光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是相對(duì)而言的，并沒有絕對(duì)的意義．2．光疏和光密是從介質(zhì)的光學(xué)特性來說的，并不是它的密度大?。虿Ａе械臍馀轂楹翁貏e明亮？解析：水或玻璃中的氣泡是光疏介質(zhì)，光經(jīng)水或玻璃照射氣泡時(shí)，一部分光會(huì)發(fā)生全反射，有更多的光反射到人的眼晴中，光的能量大了，人就會(huì)感覺特別明亮.①全反射棱鏡全反射棱鏡是利用全反射改變光路以便于觀察．②光纖通信全反射現(xiàn)象在通信中有重要的作用，光導(dǎo)纖維之所以能傳光、傳像，就是利用了光的全反射現(xiàn)象．光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高質(zhì)量的通信服務(wù)．目前，我國正在大力建設(shè)高質(zhì)量的寬帶光纖通信網(wǎng)絡(luò)．下列說法正確的是 (

)A．光纖通信利用光作為載體來傳遞信息B．光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)是利用光的折射原理C．光導(dǎo)纖維傳遞光信號(hào)是利用光的反射和折射原理D．目前廣泛應(yīng)用的光導(dǎo)纖維是一種非常細(xì)的特制玻璃絲答案：AD解析：光纖通信利用了光的全反射原理來傳遞信息.(1)確定光是由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)還是由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)．(2)若光由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，則根據(jù)sinC＝確定臨界角，看是否發(fā)生全反射．(3)根據(jù)題設(shè)條件，畫出入射角等于臨界角的“臨界光路”．(4)運(yùn)用幾何關(guān)系、三角函數(shù)關(guān)系、反射定律等進(jìn)行判斷推理，運(yùn)算及變換進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析或定量計(jì)算． 一束光線由空氣射入截面為半圓形的玻璃磚，再由玻璃磚射出，入射光線的延長線沿半徑，則如圖所示的光路圖正確的是(

)A．①②

B．②③

C．③④

D．①④解析：在玻璃磚的下邊，由于光是從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)，因此在這個(gè)面上有可能發(fā)生光的折射，如果入射角大于臨界角，則發(fā)生全反射．由光的折射定律和全反射的知識(shí)，很容易看出①④圖正確，故正確答案為D.答案：D如圖所示，一束平行光從真空射向一塊半圓形的玻璃磚，下列說法正確的是 (

)A．只有圓心兩側(cè)一定范圍內(nèi)的光線不能通過玻璃磚B．只有圓心兩側(cè)一定范圍內(nèi)的光線能通過玻璃磚C．通過圓心的光線將沿直線穿過不發(fā)生偏折D．圓心兩側(cè)一定范圍外的光線將在曲面產(chǎn)生全反射答案：BCD解析：通過圓心的光線將沿直線穿過不發(fā)生偏折，入射角為零．由中心向外的光線，在半圓面上進(jìn)入真空時(shí)的入射角逐漸增大并趨近90°角，折射角一定大于入射角，所以一定會(huì)發(fā)生全反射. 在厚度為d、折射率為n的大玻璃板下表面，有一個(gè)半徑為r的圓形發(fā)光面．為了從玻璃板的上方看不見這個(gè)圓形發(fā)光面，可在玻璃板的上表面貼一塊圓形紙片，問所貼紙片的最小半徑應(yīng)為多大？解析：根據(jù)題述，光路如圖所示，圖中，S點(diǎn)為圓形發(fā)光面邊緣上一點(diǎn)．由該點(diǎn)發(fā)出的光線能射出玻璃板的范圍由臨界光線SA確定，當(dāng)入射角大于臨界角C時(shí)，光線就不能射出玻璃板了．某棱鏡頂角θ＝41.30°，一束白光以較大的入射角從棱鏡的一個(gè)側(cè)面射入，通過棱鏡折射后從另一個(gè)側(cè)面射出，在光屏幕上形成由紅到紫的彩色光帶，如圖所示，當(dāng)入射角θ1逐漸減小到零的過程中，彩色光帶變化的情況是(根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)判斷)(

)A.紫光最先消失，最后只剩下紅光和橙光B．紫光最先消失，最后只剩下黃光、橙光和紅光C．紅光最先消失，最后只剩下紫光和藍(lán)光D．紅光最先消失，最后只剩下紫光、藍(lán)光和綠光色光紫藍(lán)綠黃橙紅折射率1.5321.5281.5191.5171.5141.513臨界角40.75°40.88°41.17°41.23°41.34°41.37°答案：A解析：各種色光均以相同的入射角射向某種介質(zhì)時(shí)，由于介質(zhì)對(duì)不同色光的折射率不同，則折射角就不同．介質(zhì)對(duì)它的折射率越大，在AB界面上折射時(shí)的折射角越小，而在AC界面上對(duì)應(yīng)的入射角越大，當(dāng)入射角減小時(shí)，折射光在AC面上的入射角增大．當(dāng)入射角減為零時(shí)，所有光線到AC面上時(shí)入射角均為θ＝41.30°，結(jié)合上表可知：紫、藍(lán)、綠、黃四色光均在AC面發(fā)生全反射，且紫光最先消失，故選項(xiàng)A正確. 在海面平靜的日子，站在海邊有時(shí)可以看到遠(yuǎn)處的空中出現(xiàn)了高樓聳立、街道棋布、山巒重疊等景象，這就是“海市蜃樓”．這種現(xiàn)象是怎樣形成的呢？解析：當(dāng)大氣層比較平靜時(shí)，空氣的密度隨溫度的升高而減小，對(duì)光的折射率也隨之減小，海面上空氣的溫度比空中低，空氣的折射率下層比上層大．我們可以粗略地把空中的大氣分成許多水平的空氣層，如圖1所示，下層的折射率較大．遠(yuǎn)處的景物發(fā)出的光線射向空中時(shí)，不斷被折射，射向折射率較低的上一層的入射角越來越大，當(dāng)光線的入射角大到臨界角時(shí)，就會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象．光線就會(huì)從高空的空氣層中通過空氣的折射逐漸返回折射率較低的下一層．在地面附近的觀察者就可以觀察到由空中射來的光線形成的虛像．這就是海市蜃樓的景象．如圖2所示．如圖所示，在潛水員看來，岸上的所有景物，都出現(xiàn)在一個(gè)倒立的圓錐里，為什么？這個(gè)圓錐的頂角是多大？答案：97.6°解析：岸上所有景物發(fā)出的光，射入水中時(shí)入射角分布在0°到90°之間．根據(jù)光路可逆的原