全反射（高中物理教學課件）完整版6

02.全反射圖片區(qū)問題.折射率是怎樣定義的？定義1：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫作這種介質(zhì)的絕對折射率，簡稱折射率定義2：某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的傳播速度c與光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比問題.光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)，折射角總是變小嗎？答：不一定，垂直入射不變，從介質(zhì)到真空折射角會變大。對于折射率不同的兩種介質(zhì)，我們把折射率較小的稱為光疏介質(zhì)，折射率較大的稱為光密介質(zhì)問題：水晶是光疏介質(zhì)還是光密介質(zhì)？注意：光疏介質(zhì)、光密介質(zhì)具有相對性。材料水水晶金剛石折射率1.331.552.42一.光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)注意：光由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)時，折射角小于入射角；光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，折射角大于入射角。即光疏介質(zhì)

n小

夾角大(介質(zhì)中v也大)即光密介質(zhì)

n大

夾角小(介質(zhì)中v也小)問題：光由光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)時，折射角大于入射角，如果入射角不斷增大，使折射角增大到90o時，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？一.光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)現(xiàn)象：1.光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時，同時存在反射光線和折射光線2.入射角增大過程中，反射角、折射角均增大，且折射光線越來越弱，反射光線越來越強。3.入射角增大，折射角達到90?時，折射光線完全消失全反射：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，當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)象叫作全反射，這時的入射角叫作臨界角，用C表示。發(fā)生全反射的條件：①光密到光疏，②入射角大于等于臨界角二.全反射介質(zhì)的折射率越大，發(fā)生全反射的臨界角越小?，F(xiàn)象解釋：為什么水中或玻璃中的氣泡，看起來特別明亮？因為光從水或玻璃射向氣泡時，一部分光在界面上發(fā)生了全反射的緣故。二.全反射例1.某玻璃的臨界角為42°，當在玻璃中的某一光線射到玻璃與空氣的分界面時，若入射角略小于臨界角，則光線在空氣中的折射角應為()A.小于42°B.小于60°C.小于90°D.無折射光線例2.光在某種介質(zhì)中的傳播速度1.5×108m/s，則光從此介質(zhì)射向真空并發(fā)生全反射的臨界角是()A.15°B.30°C.45°D.60°CB典型例題3分析：如圖，岸上所有景物發(fā)出的光，射向水面時入射角θ1分布在0?到90?之間，射入水中后的折射角θ2都在0?至臨界角C之間。解：幾乎貼著水面射入水里的光線，在潛水員看來是從折射角為C的方向射來的，水面上其他方向射來的光線，折射角都小于C。因此他認為水面以上所有的景物都出現(xiàn)在頂角為2C的圓錐里。典型例題1.全反射棱鏡：截面為等腰直角三角形的玻璃棱鏡原理：利用全反射改變傳播方向注意：①玻璃的臨界角為32?~42?②當光垂直于它的任意一個界面射入后，都會在其內(nèi)部發(fā)生全反射③與平面鏡相比，它的反射率高，幾乎可達100%45?45?三.全反射的應用1.全反射棱鏡：三.全反射的應用2.光導纖維1966年華裔科學家高錕提出光纖通訊的設想，43年后獲得2009年諾貝爾物理學獎。由于高錕制造出世界上第一根光導纖維，被譽為“光纖通訊之父”。三.全反射的應用2.光導纖維光導纖維的直徑只有幾微米到一百微米，由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射。三.全反射的應用2.光導纖維如果把光導纖維聚集成束，使纖維在兩端排列的相對位置一樣，圖像就可以從一端傳到另一端。醫(yī)學上用這種光纖制成內(nèi)窺鏡，用來檢查人體胃、腸、氣管等臟器的內(nèi)部。實際的內(nèi)窺鏡裝有兩組光纖，一組把光傳送到人體內(nèi)部進行照明，另一組把體內(nèi)的圖像傳出供醫(yī)生觀察。三.全反射的應用2.光導纖維光可以作為載體來傳遞信息，實現(xiàn)光纖通信。光纖通信發(fā)展很快，家庭已實現(xiàn)了光纖入戶，我國光纜線路已經(jīng)與通信衛(wèi)星、微波接力站、普通電纜相結合，構成了現(xiàn)代國家的“神經(jīng)系統(tǒng)”。光纖通信特點：①傳輸容量大②衰減?、劭垢蓴_性強④保密性強三.全反射的應用3.海市蜃樓三.全反射的應用現(xiàn)象一現(xiàn)象二海市蜃樓原理解釋三.全反射的應用思考：在天氣晴朗的時候，特別是在炎熱的夏天我們會看到遠處柏油馬路上顯得特別明亮，甚至還能看到倒影，到那兒一看地面是干的，為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？三.全反射的應用例4.如圖所示,一半徑為R的玻璃半球，折射率為1.5，現(xiàn)有一束均勻的平行光垂直入射到整個半球的底面上，進入玻璃半球的光線中不能直接從半球面出射的光線所占的百分比為多少C典型例題例5.如圖所示,AB為一直光導纖維,AB之間距離為s,使一光脈沖信號從光導纖維中間入射,射入后在光導纖維內(nèi)芯與外套的界面上恰好發(fā)生全反射,由A點傳輸?shù)紹點所用時間為t,求光導纖維所用材料的折射率n。典型例題例6.空氣中兩條光線a和b從方框左側入射,分別從方框下方和上方射出,其框外光線如圖甲所示。方框內(nèi)有兩個折射率n=1.5的玻璃全反射棱鏡。圖乙給出了兩棱鏡四種放置方式的示意圖,其中能產(chǎn)生圖甲效果的是(

)B典型例題例7.一束白光從頂角為θ的三棱鏡的一側,以較大的入射角射入棱鏡后,經(jīng)棱鏡折射在光屏P上可得到彩色光帶,