高二物理选修3-4光的全反射上课课件.ppt

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1、物理选修3-4小桥中学张伟平生活中有很多跟光有关的有趣的自然现象海市蜃楼视频1.理解光疏介质和光密介质，了解理解光疏介质和光密介质，了解“疏疏”与与“密密”是相是相对的对的.2.理解光的全反射，会利用全反射解释有关现象理解光的全反射，会利用全反射解释有关现象.3.理解临界角的概念，能判断是否发生全反射并能画出理解临界角的概念，能判断是否发生全反射并能画出相应的光路图相应的光路图.4.了解全反射棱镜和了解全反射棱镜和光导纤维光导纤维.u 学习目标定位学习目标定位一、光密介质与光疏介质1.光疏介质和光密介质光疏介质和光密介质任何介质的绝对折射率都任何介质的绝对折射率都大大于于1，折射率越大，光在其

2、中，折射率越大，光在其中传播的速度就越小，两种介传播的速度就越小，两种介质相比较，折射率较大的介质相比较，折射率较大的介质叫光密介质，折射率较小质叫光密介质，折射率较小的介质叫光疏介质的介质叫光疏介质.2、光疏介质和光密介质是相、光疏介质和光密介质是相对的对的玻璃空气实验猜想1：会发生什么现象？猜想2：如果增大入射角，又会发生什么现象？玻璃全反射视频玻璃空气实验猜想1：会发生什么现象？猜想2：如果增大入射角，又会发生什么现象？玻璃全反射视频玻璃空气实验猜想1：会发生什么现象？猜想2：如果增大入射角，又会发生什么现象？玻璃全反射视频 光由一种介质射到另一介质时，光线不发生折射，而全部返回到原介质

3、中继续传播的现象叫全反射现象全反射现象思考思考:是否只有玻璃才能发生全反射呢是否只有玻璃才能发生全反射呢?水全反射视频二、全反射现象 从以上两个实验中,我们可以得到什么结论呢？在什么情况下发生了全反射？ 1 光从玻璃(或水)入射到空气中 2 入射角要大于某个值三、全反射的条件1、光从光密介质射入光疏介质、光从光密介质射入光疏介质2、入射角大于临界角、入射角大于临界角四、临界角玻璃空气四、临界角玻璃空气C四、临界角1、我们把光从某种介质射向真空或空气时、我们把光从某种介质射向真空或空气时使折射角变为使折射角变为90时的入射角，称作这种介时的入射角，称作这种介质的临界角。质的临界角。玻璃空气CnC

4、1sin2、公式：、公式： 。 五、全反射的应用实例1、光导纤维、光导纤维光导纤维视频光导纤维内芯的折射率大于外层的折射率光导纤维内芯的折射率大于外层的折射率二、全反射的应用 2.光导纤维的结构与应用光导纤维的结构与应用(1)光导纤维传光原理光导纤维传光原理： 原理原理.(2)光导纤维的构造：由内芯和外套两层组成，内芯的折射率光导纤维的构造：由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比比外套外套 ，光传播时在内芯和外套上光传播时在内芯和外套上发生发生 .如图如图3所示所示.图图3(3)光导纤维的应用：光纤通讯、医学上的内窥镜光导纤维的应用：光纤通讯、医学上的内窥镜.返回返回全反射全反射大大全反射全反射

5、当光线当光线由由AB面面垂直入射时：垂直入射时：当光线当光线由由AC面垂直面垂直入射时：入射时：ABCCBA在在AC面发生全反射，面发生全反射，垂直由垂直由BC面出射面出射在在AB、 BC面发生两次全面发生两次全反射，垂直由反射，垂直由AC面出面出射射2、全反射棱镜、全反射棱镜五、全反射的应用实例2、全反射棱镜、全反射棱镜五、全反射的应用实例返回返回u 延伸思考延伸思考二、全反射的应用 在光学仪器里，常用全反射棱镜来代替平面镜，在光学仪器里，常用全反射棱镜来代替平面镜，改变光的传播方向望远镜为了提高倍数，镜筒要很改变光的传播方向望远镜为了提高倍数，镜筒要很长，通过使用全反射棱镜能够缩短镜筒的长

6、度长，通过使用全反射棱镜能够缩短镜筒的长度2、全反射棱镜、全反射棱镜五、全反射的应用实例 一一般的平面镜都是在玻璃的后面镀银，般的平面镜都是在玻璃的后面镀银， 但是银面容易脱银面容易脱落因落因此对于精密的光学仪器，如照相机、望远镜、显微镜此对于精密的光学仪器，如照相机、望远镜、显微镜等，就需要用全反射等，就需要用全反射棱镜代替平面镜与平面镜相比棱镜代替平面镜与平面镜相比,它的反它的反射率高射率高,几乎可达几乎可达100% 2、全反射棱镜、全反射棱镜五、全反射的应用实例3、海市蜃楼、海市蜃楼五、全反射的应用实例1 1、光疏介质、光密介质、光疏介质、光密介质2 2、全反射、全反射定义定义临界角临界

7、角C C全反射的产生条件全反射的产生条件3 3、全反射原理的应用实例、全反射原理的应用实例全反射棱镜全反射棱镜光导纤维光导纤维海市蜃楼海市蜃楼nC1sin例题例题1光在某种介质中的传播光在某种介质中的传播, ,介质的折射介质的折射率为率为2 2，若要使光从此介质射向真空时发生，若要使光从此介质射向真空时发生全反射，则入射角不可能的值是：全反射，则入射角不可能的值是： A. 150 B. 300 C. 450 D. 600 (例题例题2)某介质的折射率为某介质的折射率为2，一束光从介，一束光从介质射向空气，入射角为质射向空气，入射角为60，如图，如图1所示所示的哪个光路图是正确的的哪个光路图是正

8、确的? D(例题例题3)劣质的玻璃中往往含有气泡劣质的玻璃中往往含有气泡.这些这些空气泡看上去比较亮空气泡看上去比较亮,对这一现象有下列对这一现象有下列不同的解释不同的解释,其中正确的是其中正确的是()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从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分发生全反射发生全反射,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从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射发生全反射,因而较亮因而较亮.D在潜水员看来，岸上的所有景物，都出现在一个倒立的圆锥里，为在潜水员看来，岸上的所有景物，都出现在一个倒立的圆锥里，为什么？这个圆锥的顶角是多什么？这个圆锥的顶角是多大？若人在水下大？若人在水下1m处观察，可看圆锥处观察，可看圆锥底面面积多大？（例题连接底面面积多大？（例题连接P71）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=97.60nC1sin