高中物理4-3光的全反射课件教科版选修3-4.ppt

界面界面irr r r =i =i真空真空介质介质折射率折射率: : 入射角大于折射角入射角大于折射角常数risinsin1sinsinvcrin折射角大于入射角折射角大于入射角界面界面ir真空真空介质介质入射角增大折射角也增大入射角增大折射角也增大 某介质的折射率为某介质的折射率为 ，一束光由介，一束光由介质射入空气，当入射角为质射入空气，当入射角为30300 0时，折射角多时，折射角多大？当入射角为大？当入射角为60600 0时，折射角多大？时，折射角多大？3当当r= 30 r= 30 时，时，知由rinsinsin?当当r r = 60 = 60 时时, , i = 60 = 60 i = =由光路可逆知：相当于知道光从空气射入由光路可逆知：相当于知道光从空气射入介质的折射角介质的折射角r=30300 0或或60600 0，则，则一、光密介质和光疏介质一、光密介质和光疏介质1.1.光密介质和光疏介质是相对的光密介质和光疏介质是相对的, ,只有对于只有对于给定的给定的两种两种介质，谈光疏与光密才有意义。介质，谈光疏与光密才有意义。2 2. .光疏介质与光密介质的界定是以光疏介质与光密介质的界定是以折射率折射率为依据的，为依据的，与介质的其它属性无关。与介质的其它属性无关。3 3. .光由光疏介质进入到光密介质，入射角大于折射角，光由光疏介质进入到光密介质，入射角大于折射角，折射角小于折射角小于9090度；度；光由光密介质进入到光疏介质，入光由光密介质进入到光疏介质，入射角小于折射角，入射角增大，折射角也增大。射角小于折射角，入射角增大，折射角也增大。 对于对于两种介质来说，两种介质来说，我们把光在其中传播速度我们把光在其中传播速度较小，即折射率较大的介质叫做光密介质；而把光较小，即折射率较大的介质叫做光密介质；而把光在其中传播速度较大的介质，即折射率较小的介质在其中传播速度较大的介质，即折射率较小的介质叫做光疏介质。叫做光疏介质。注意：注意：观察与思考观察与思考 光由光密介质进入到光疏介质（空气）时，折射光由光密介质进入到光疏介质（空气）时，折射角大于入射角，入射角增大，折射角也增大。由此可角大于入射角，入射角增大，折射角也增大。由此可以预料，当入射角增大到一定程度时，折射角就会增以预料，当入射角增大到一定程度时，折射角就会增大到大到90900 0，如果再增大入射角，会出现什么情况呢？，如果再增大入射角，会出现什么情况呢？观察与思考观察与思考 光从光密介质射到光疏介质的界面时，全部被光从光密介质射到光疏介质的界面时，全部被反射回原介质的现象叫做全反射反射回原介质的现象叫做全反射二、全反射现象二、全反射现象思考：是否只有玻璃才会发生全反射呢？三三. .发生全反射的条件：发生全反射的条件： 入射角必须等于或大于一定的角度入射角必须等于或大于一定的角度临界角。临界角。 光从光密介质射至光疏介质的界面上；光从光密介质射至光疏介质的界面上；思考：通过前面的学习，全反射在什么条件下发生思考：通过前面的学习，全反射在什么条件下发生的呢？的呢？其次：入射角必须等于或大于某一角度。其次：入射角必须等于或大于某一角度。首先：光从玻璃射至空气的界面上；首先：光从玻璃射至空气的界面上；发生全反射的条件：发生全反射的条件：2、介质、介质n在真空（或空气）中的全反射的在真空（或空气）中的全反射的临界角计算临界角计算CCnsin1sin90sin因而nC1sinC介质真空界面根据 得 rinsinsin四、临界角四、临界角1 1、光从某种介质射向真空或空气时使折射角变为、光从某种介质射向真空或空气时使折射角变为9090时的入射角称作这种介质的临界角。用符号时的入射角称作这种介质的临界角。用符号 C C 表示。表示。 某介质的折射率为某介质的折射率为 ，一束光由介质射入空气，一束光由介质射入空气，当入射角为当入射角为3030时，折射角多大？当入射角为时，折射角多大？当入射角为60 60 时，时，折射角多大？折射角多大？3当当r= 30 r= 30 时，时，i = 60 = 60 得由rinsinsin?当当r r = 60 = 60 时时, ,i = =即发生了全反射即发生了全反射 在讨论光的传播时，凡是遇到光从光密介质射向在讨论光的传播时，凡是遇到光从光密介质射向光疏介质时，都要考虑是否会发生全反射！光疏介质时，都要考虑是否会发生全反射！五、全反射的应用五、全反射的应用光导纤维光导纤维内层为光密介质，内层为光密介质，外层为光疏介质外层为光疏介质 一种用光的全反射原理制成的能传导光的玻璃丝，由内芯和外套组成。当光射到光导纤维的端面时，光线就折射进入光导纤维内，经内芯和外套的界面发生多次全反射后，从光导纤维的另一端射出，而不从外套散溢，故光能损失极小。五、全反射的应用五、全反射的应用全反射棱镜全反射棱镜望远镜望远镜六、生活中的全反射现象六、生活中的全反射现象海市蜃楼海市蜃楼海面上的蜃景海面上的蜃景沙漠上的蜃景沙漠上的蜃景一、光疏介质与光密介质一、光疏介质与光密介质二、全反射二、全反射全反射的定义全反射的定义临界角及其计算临界角及其计算发生全反射的条件：发生全反射的条件：三、全反射应用三、全反射应用光导纤维光导纤维全反射棱镜全反射棱镜1 1、光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的 条件是（ ）A光从玻璃射到分界面上，入射角足够小B光从玻璃射到分界面上，入射角足够大C光从空气射到分界面上，入射角足够小D光从空气射到分界面上，入射角足够大B B巩固练习巩固练习2 2、 某介质的折射率为 ，一束光从介质射向空气，入射角为60，图中哪个光路图是正确的？（ ）DD23 3、 如图所示，一条光线垂直射到一个等腰直角三棱镜的AB面，若要求光线在AC面上发生全反射，该棱镜材料的折射率至少应为多少？ 发生全反射的条件是i=450C21sin45sin0nnC得则由课后作业课后作业教材教材7373页页 练习与评价练习与评价1 1、2 2、3 3、4 4看一看看一看