光的全反射精选PPT.ppt

关于光的全反射第1页，讲稿共46张，创作于星期一对于两种不同介质来说，我们把折射率较大的介质称对于两种不同介质来说，我们把折射率较大的介质称为光密介质，折射率较小的介质称为光疏介质光疏介质为光密介质，折射率较小的介质称为光疏介质光疏介质和光密介质是相对的和光密介质是相对的一.光疏介质和光密介质如何理解光疏介质和光密介质的？如何理解光疏介质和光密介质的？第2页，讲稿共46张，创作于星期一光疏介质和光密介质只是相对而言的光疏介质和光密介质只是相对而言的.比如我和下面一位比身高比如我和下面一位比身高第3页，讲稿共46张，创作于星期一1 13 3N NNNA AO OB B1 12 2空气空气N NNNA AO OB B介质介质 1 1空气空气介质介质2 2介质介质1 1相对介质相对介质2 2是光疏介质是光疏介质介质介质1 1与介质与介质2 2相对空气都是光密介质相对空气都是光密介质2 23 3n nn n2 2第4页，讲稿共46张，创作于星期一几种介质的折射率几种介质的折射率介质介质空气空气水水金刚石金刚石折射率折射率1.000281.000281.331.332.422.42 水相对于金刚石是光密介质还是光疏介质，水相对于金刚石是光密介质还是光疏介质，相对于空气呢？相对于空气呢？第5页，讲稿共46张，创作于星期一123玻璃砖玻璃砖空气空气第6页，讲稿共46张，创作于星期一123第7页，讲稿共46张，创作于星期一123第8页，讲稿共46张，创作于星期一123第9页，讲稿共46张，创作于星期一123第10页，讲稿共46张，创作于星期一123第11页，讲稿共46张，创作于星期一123第12页，讲稿共46张，创作于星期一123第13页，讲稿共46张，创作于星期一123第14页，讲稿共46张，创作于星期一123第15页，讲稿共46张，创作于星期一123第16页，讲稿共46张，创作于星期一1.折射角逐渐折射角逐渐；2.折射光线亮度逐渐折射光线亮度逐渐；3.反射角逐渐反射角逐渐；4.反射光线亮度逐渐反射光线亮度逐渐；5.当入射角增大到某一角度时，当入射角增大到某一角度时，折射光线折射光线，所有光线全部反射。所有光线全部反射。观察演示实验观察演示实验并回答随着入射角的逐渐增大的过程中并回答随着入射角的逐渐增大的过程中增大增大减弱减弱增大增大增强增强消失消失第17页，讲稿共46张，创作于星期一二.全反射现象光从光密介质射到光疏介质的界面时，全部被反射回原介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质的现象.第18页，讲稿共46张，创作于星期一13光密介质光密介质NNAOC光疏介质光疏介质在研究全反射现象中，刚好发生全反射时（即折射角等于在研究全反射现象中，刚好发生全反射时（即折射角等于9090）的入射角，叫做临界角用）的入射角，叫做临界角用C C 表示表示.当光线从光密介质射入光疏介当光线从光密介质射入光疏介质时，如果入射角等于或大于临界质时，如果入射角等于或大于临界角，就发生全反射现象角，就发生全反射现象1 1 临界角临界角发生全反射现象发生全反射现象临界角2第19页，讲稿共46张，创作于星期一1.发生全反射的条件：发生全反射的条件：(1)光从光密介质进入光疏介质；光从光密介质进入光疏介质；(2)入射角等于或大于临界角入射角等于或大于临界角 2.临界角与折射率之间的关系临界角与折射率之间的关系:当发生全反射时，折射角为当发生全反射时，折射角为900入射角为临界角，入射角为临界角，用用C表示，则有：表示，则有：三.全反射条件第20页，讲稿共46张，创作于星期一例例1.1.试求光从折射率为试求光从折射率为n n的某种介质中射向空气（或的某种介质中射向空气（或真空）界面时的临界角真空）界面时的临界角C C。已知玻璃的折射率为。已知玻璃的折射率为 ，其临界角多大？其临界角多大？第21页，讲稿共46张，创作于星期一例例2.某介质的折射率为某介质的折射率为，一束光从介质射向空气，一束光从介质射向空气，入射角为入射角为60，图中哪个光路图是正确的？，图中哪个光路图是正确的？第22页，讲稿共46张，创作于星期一第23页，讲稿共46张，创作于星期一晶莹剔透的露珠晶莹剔透的露珠第24页，讲稿共46张，创作于星期一为什么水中的气泡，看起来特别明亮？第25页，讲稿共46张，创作于星期一劣质的玻璃中往往含有气泡劣质的玻璃中往往含有气泡.这些空气泡看这些空气泡看上去比较亮上去比较亮,对这一现象有下列不同的解释对这一现象有下列不同的解释,其其中正确的是中正确的是()A空气泡对光线有聚集作用空气泡对光线有聚集作用,因而较亮因而较亮.B.空气泡对光线有发散作用空气泡对光线有发散作用.因而较亮因而较亮.C.从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分发生从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分发生全反射全反射,因而较亮因而较亮.D.从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分发生从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射全反射,因而较亮因而较亮.D D第26页，讲稿共46张，创作于星期一鱼眼里的世界鱼眼里的世界例例.在水中的鱼看来，水面上和岸上在水中的鱼看来，水面上和岸上的所有景物，都出现在顶角约为的所有景物，都出现在顶角约为97.6的倒立圆锥里，为什么？的倒立圆锥里，为什么？第27页，讲稿共46张，创作于星期一C水的折射率为水的折射率为1.33 所以所以C=48.80则有圆锥顶角则有圆锥顶角=2C=97.60第28页，讲稿共46张，创作于星期一1.光导纤维光导纤维光纤通讯：光纤通讯：一种利用光的全反射原理制成的能传导光的玻璃一种利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，直径只有几微米到丝，由内芯和外套组成，直径只有几微米到100微米左微米左右，内芯的折射率大于外套的折射率。右，内芯的折射率大于外套的折射率。当光线射到光导纤维的端面上时，光线就折射进入当光线射到光导纤维的端面上时，光线就折射进入光导纤维内，经内芯与外套的界面发生多次全反射后，光导纤维内，经内芯与外套的界面发生多次全反射后，从光导纤维的另一端面射出，而不从外套散逸从光导纤维的另一端面射出，而不从外套散逸,故光能损故光能损耗极小。耗极小。四四.全反射的应用全反射的应用第29页，讲稿共46张，创作于星期一光导纤维的用途很大，医学上将其制成内窥镜，光导纤维的用途很大，医学上将其制成内窥镜，用来检查人体内脏的内部用来检查人体内脏的内部内窥镜的结构内窥镜的结构 光导纤维在医光导纤维在医学上的应用学上的应用第30页，讲稿共46张，创作于星期一光导纤维的用途很大，通过它可以实现光纤通信光导纤维的用途很大，通过它可以实现光纤通信光纤光纤光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强虽然光纤通信的发展历史只有性强虽然光纤通信的发展历史只有2020多年的，但是多年的，但是发展的速度是惊人的发展的速度是惊人的第31页，讲稿共46张，创作于星期一1、光线由、光线由AB面垂直入射面垂直入射横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜2、光线由、光线由AC面垂直入面垂直入射射变化变化变化变化90 90 90 90 变化变化变化变化180 180 180 180 全反射棱镜全反射棱镜全反射原理在生活中的应用及全反射原理在生活中的应用及对奇妙自然现象的解释对奇妙自然现象的解释ABCCBA在在AC面发生全反射，垂直面发生全反射，垂直由由BC面出射面出射在在AB、BC面发生两次全反面发生两次全反射，垂直由射，垂直由AC面出射面出射第32页，讲稿共46张，创作于星期一全反射棱镜全反射棱镜一般的平面镜都是在玻璃的后面镀银，一般的平面镜都是在玻璃的后面镀银，但是银面容但是银面容易脱落因此对于精密的光学仪器，如照相机、望远镜、易脱落因此对于精密的光学仪器，如照相机、望远镜、显微镜等，就需要用全反射棱镜代替平面镜与平面镜显微镜等，就需要用全反射棱镜代替平面镜与平面镜相比相比,它的反射率高它的反射率高,几乎可达几乎可达100%提高反射率提高反射率第33页，讲稿共46张，创作于星期一在实际的潜在实际的潜望镜里用全望镜里用全反射棱镜代反射棱镜代替平面镜替平面镜潜望镜潜望镜第34页，讲稿共46张，创作于星期一如图所示，自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原如图所示，自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理。它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开理。它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车。尾灯的原射回去，使汽车司机注意到前面有自行车。尾灯的原理如图所示，下面说法中正确的是理如图所示，下面说法中正确的是 A.A.汽车灯光应从左面射过来在尾灯的左汽车灯光应从左面射过来在尾灯的左表面发生全反射表面发生全反射B.B.汽车灯光应从左面射过来在尾灯的右表汽车灯光应从左面射过来在尾灯的右表面发生全反射面发生全反射C.C.汽车灯光应从右面射过来在尾灯的左汽车灯光应从右面射过来在尾灯的左表面发生全反射表面发生全反射D.D.汽车灯光应从右面射过来在尾灯的汽车灯光应从右面射过来在尾灯的右表面发生全反射右表面发生全反射 C 第35页，讲稿共46张，创作于星期一第36页，讲稿共46张，创作于星期一第37页，讲稿共46张，创作于星期一 如图所示，一条长度为如图所示，一条长度为L L=5.0m=5.0m的光导纤维用折射率的光导纤维用折射率为为n n=的材料制成。一细束激光由其左端的中心点的材料制成。一细束激光由其左端的中心点以以=45=45的入射角射入光导纤维内，经过一系列全反的入射角射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射出。求：射后从右端射出。求：该激光在光导纤维中的速度该激光在光导纤维中的速度v v是是多大？多大？该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多少？少？第38页，讲稿共46张，创作于星期一 一束平行单色光从真空射向一束平行单色光从真空射向一块半圆形的玻璃块，入射方向一块半圆形的玻璃块，入射方向垂直直径平面，如图，已知该玻垂直直径平面，如图，已知该玻璃的折射率为璃的折射率为2 2，下列判断中正确，下列判断中正确的是：的是：A A所有光线都能通过玻璃块所有光线都能通过玻璃块B B只有距圆心两侧只有距圆心两侧R/2R/2范围内的光线才能通过玻璃块范围内的光线才能通过玻璃块C C只有距圆心两侧只有距圆心两侧R/2R/2范围内的光线不能通过玻璃范围内的光线不能通过玻璃块块D D所有光线都不能通过玻璃块所有光线都不能通过玻璃块第39页，讲稿共46张，创作于星期一第40页，讲稿共46张，创作于星期一第41页，讲稿共46张，创作于星期一第42页，讲稿共46张，创作于星期一第43页，讲稿共46张，创作于星期一第44页，讲稿共46张，创作于星期一第45页，讲稿共46张，创作于星期一感谢大家观看12.10.2022第46页，讲稿共46张，创作于星期一