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1、第二节全反射第1页,本讲稿共18页光线由一种介质射向另一种介质时,要发生,其传播方向遵从反射定律和折射定律,入射光线、在同一平面内,入射角反射角、入射角的正弦与折射角的正弦的比值为一常数用公式表示:n=这个比值可以表示物质的光学性质,叫做这种介质的。当光线由空气射入玻璃时,入射角于折射角;当光线从玻璃进入空气时,折射角于入射角。反射和折射反射和折射反射光线反射光线法线法线折射光线折射光线等于等于折射率折射率大大大大第2页,本讲稿共18页可以看见人体内器官医学器材:内窥镜可以看见人体内器官医学器材:内窥镜我们知道:光在均匀介质中我们知道:光在均匀介质中沿直线沿直线匀速传播,但是内窥镜为匀速传播,
2、但是内窥镜为何能看到人体内情形?何能看到人体内情形?第3页,本讲稿共18页阅读书本阅读书本P48P48页第一段,思考并回答:页第一段,思考并回答:1 1、什么是光疏介质?什么是光密介质?、什么是光疏介质?什么是光密介质?2 2、密度大的一定是光密介质吗?能否举例说?密度大的一定是光密介质吗?能否举例说?3 3、光由光密介质射入光疏介质时,折射角与入射角谁、光由光密介质射入光疏介质时,折射角与入射角谁大谁小?大谁小?一一、光疏介质和光密介质光疏介质和光密介质 第4页,本讲稿共18页 不同介质的折射率不同,我们把不同介质的折射率不同,我们把折射率较小的折射率较小的介质称为光疏介质,折射率较大的介质
3、称为光介质称为光疏介质,折射率较大的介质称为光密介质密介质一一、光疏介质和光密介质光疏介质和光密介质 第5页,本讲稿共18页练习练习1 1:根据表格回答问题:根据表格回答问题介质介质水水玻璃玻璃金刚石金刚石折射率n1.331.51.9n2.42(1 1)玻璃相对于水是)玻璃相对于水是 介质介质 玻璃相对于金刚石是玻璃相对于金刚石是 介质介质注意:注意:“光密介质光密介质”和和“光疏介质光疏介质”是相对而言的,对其界定是以折是相对而言的,对其界定是以折射率为依据的。折射率与介质的密度无关。射率为依据的。折射率与介质的密度无关。光密光密光疏光疏第6页,本讲稿共18页介质A 介质B界面法线练习练习2
4、 2:根据下列光路图回答问题:根据下列光路图回答问题 A A、B B两种介质中介质两种介质中介质 是光密介质是光密介质B思考:逐渐增大入射角,折射角如何变化?思考:逐渐增大入射角,折射角如何变化?第7页,本讲稿共18页1.光在两种介质分界面的时候可能同时发生发射和折射现象光在两种介质分界面的时候可能同时发生发射和折射现象2.入射光线最亮,反射和折射亮度在变化(能量)入射光线最亮,反射和折射亮度在变化(能量)3.当入射角增大到一定程度的时候,折射光线消失,入射光线全部反射回当入射角增大到一定程度的时候,折射光线消失,入射光线全部反射回介质介质演示实验演示实验第8页,本讲稿共18页光线由光密介质射
5、向光疏介质时,当入射角小于光线由光密介质射向光疏介质时,当入射角小于某一值时,同时发生反射和折射,反射角和折射某一值时,同时发生反射和折射,反射角和折射角都随入射角的增大而增大。反射光线的强度不角都随入射角的增大而增大。反射光线的强度不断增大,折射光线的强度不断减小,折射角大于断增大,折射光线的强度不断减小,折射角大于入射角,当折射角等于入射角,当折射角等于90900 0后,继续增大入射角,只后,继续增大入射角,只有反射现象发生。这种现象叫作光的全反射。并且有反射现象发生。这种现象叫作光的全反射。并且发生全反射时光线在介质中的传播遵从反射定律。发生全反射时光线在介质中的传播遵从反射定律。第9页
6、,本讲稿共18页1 1、全反射:全反射:光线从光密介质到光疏介质时,当入射角增大到某一角度,折光线从光密介质到光疏介质时,当入射角增大到某一角度,折射角达到射角达到9090,折射光线完全消失的现象。,折射光线完全消失的现象。二、全反射二、全反射 说明:说明:1)1)能量分配:能量分配:E E入入=E=E反反+E+E折折3)3)入射角大于某一入射角大于某一临界值临界值(折射角为折射角为9090)时才能发生上述现象时才能发生上述现象2)2)现象发生在光密介质到光疏介质,如果光从光疏介质到光密现象发生在光密介质到光疏介质,如果光从光疏介质到光密介质不能发生上述现象;介质不能发生上述现象;第10页,本
7、讲稿共18页13光密介质光密介质NNAOC光疏介质光疏介质2 2、临界角、临界角在研究全反射现象中,刚好发生全反射时(即折射角等在研究全反射现象中,刚好发生全反射时(即折射角等于于9090)的入射角,叫做临界角临界角用)的入射角,叫做临界角临界角用C C 表示表示当光线从光密介质射入光当光线从光密介质射入光疏介质时,如果入射角等于或疏介质时,如果入射角等于或大于临界角,就发生全反射现大于临界角,就发生全反射现象象1 临界角临界角发生全反射现象发生全反射现象2二、全反射二、全反射 第11页,本讲稿共18页3 3、发生全反射的条件:、发生全反射的条件:(1 1)光从光密介质进入光疏介质;)光从光密
8、介质进入光疏介质;(2 2)入射角等于或大于临界角)入射角等于或大于临界角 4 4、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90900 0入射角为临界角,入射角为临界角,用用C C表示,则有:表示,则有:二、全反射二、全反射 第12页,本讲稿共18页1 1、全反射棱镜、全反射棱镜三、全反射现象的应用三、全反射现象的应用优点:反射率高,几乎为优点:反射率高,几乎为100%100%,反射时图像失真小,反射时图像失真小横截面为等腰直角三角形横截面为等腰直角三角形结结 构:构:对光线的作用:对光线的作用:第13页,本讲稿共18页2 2、光导纤维
9、、光导纤维光纤通讯光纤通讯:三、全反射现象的应用三、全反射现象的应用第14页,本讲稿共18页光导纤维由光导纤维由组成,二者的折组成,二者的折射率不同,射率不同,的折射率大,的折射率大,的折射率小。的折射率小。内芯和外套两部分内芯和外套两部分内芯内芯外套外套第15页,本讲稿共18页夏天,海面上空气的温度比空中低,夏天,海面上空气的温度比空中低,空气的折射率下层比上层大。空气的折射率下层比上层大。我们我们可以粗略地把空气看做是由许多水可以粗略地把空气看做是由许多水平的气层组成的,各层的密度都不平的气层组成的,各层的密度都不相同。远处的楼阁、船舶、山峰发相同。远处的楼阁、船舶、山峰发出的光线射向空中
10、,不断被折射,出的光线射向空中,不断被折射,越来越偏离法线方向,越来越偏离法线方向,进入热气层的进入热气层的入射角越来越增大,当光线的入射角增入射角越来越增大,当光线的入射角增大到临界角时,就发生全反射现象,大到临界角时,就发生全反射现象,人人们就会看到远方的景物悬在空中。们就会看到远方的景物悬在空中。四、四、“蜃景蜃景”的解释的解释第16页,本讲稿共18页阳光照到沙漠,使贴近底面的空阳光照到沙漠,使贴近底面的空气比上层的空气还要热,因而气比上层的空气还要热,因而折折射率比上层的空气要小射率比上层的空气要小。远处物。远处物体发出的光线,在射向地面时,进体发出的光线,在射向地面时,进入稀薄的热气
11、层,不断被折射,入入稀薄的热气层,不断被折射,入射角逐渐增大。当射角逐渐增大。当光线的入射角光线的入射角增大到临界角时,就发生全反射增大到临界角时,就发生全反射现象,现象,人们就会看到沙漠中远处人们就会看到沙漠中远处景物景物倒立的像。倒立的像。四、四、“蜃景蜃景”的解释的解释第17页,本讲稿共18页1 1、折射率大的介质叫做光密介质,把折射率较小的介质叫、折射率大的介质叫做光密介质,把折射率较小的介质叫做光疏介质。做光疏介质。2 2、当光线由光密介质射入光疏介质时,折射角大于入射角,、当光线由光密介质射入光疏介质时,折射角大于入射角,当入射角大于某一角度时,折射现象消失,光线全部返回原当入射角大于某一角度时,折射现象消失,光线全部返回原来的介质,这种现象叫做全反射。来的介质,这种现象叫做全反射。3 3、刚好发生全反射时的入射角,叫做这种介质的临界角、刚好发生全反射时的入射角,叫做这种介质的临界角4 4、发生全反射的条件、发生全反射的条件5 5、临界角与折射率之间的关系、临界角与折射率之间的关系光从光密介质射入光疏介质光从光密介质射入光疏介质入射角等于或大于临界角入射角等于或大于临界角课堂课堂小结小结第18页,本讲稿共18页
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