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，有時會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，“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，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，折射角大于入射角.(1)定義當(dāng)入射角增大到某一角度，使折射角達到90°時，折射光完全消失，只剩下反射光，這種現(xiàn)象叫做全反射，這時對應(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臨界角的計算光從介質(zhì)射入空氣(真空)時，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)是相對而言的，并沒有絕對的意義．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，一部分光會發(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)纖維傳遞光信號是利用光的折射原理C．光導(dǎo)纖維傳遞光信號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)進入光密介質(zhì)還是由光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)．(2)若光由光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)時，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)運用幾何關(guān)系、三角函數(shù)關(guān)系、反射定律等進行判斷推理，運算及變換進行動態(tài)分析或定量計算． 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，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，在半圓面上進入真空時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點為圓形發(fā)光面邊緣上一點．由該點發(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，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側(cè)面射入，通過棱鏡折射后從另一個側(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光D．紅光最先消失，最后只剩下紫光、藍光和綠光色光紫藍綠黃橙紅折射率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，由于介質(zhì)對不同色光的折射率不同，則折射角就不同．介質(zhì)對它的折射率越大，在AB界面上折射時的折射角越小，而在AC界面上對應(yīng)的入射角越大，當(dāng)入射角減小時，折射光在AC面上的入射角增大．當(dāng)入射角減為零時，所有光線到AC面上時入射角均為θ＝41.30°，結(jié)合上表可知：紫、藍、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A正確. 在海面平靜的日子，站在海邊有時可以看到遠處的空中出現(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，空氣的密度隨溫度的升高而減小，對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．遠處的景物發(fā)出的光線射向空中時，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，就會發(fā)生全反射現(xiàn)象．光線就會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)在一個倒立的圓錐里，為什么？這個圓錐的頂角是多大？答案：97.6°解析：岸上所有景物發(fā)出的光，射入水中時入射角分布在0°到90°之間．根據(jù)光路可逆的原