高中物理43光的全反射省优获奖ppt课件教科版选修.ppt

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1、高中物理高中物理选修选修3-4教科版教科版第四章光的折射第四章光的折射4.3光的全反射光的全反射 v目标定位1.知道光疏介质、光密介质、全反射、临界角的概念.2.理解全反射的条件，能计算有关问题和解释相关现象.3.了解光导纤维的工作原理和光导纤维在生产、生活中的应用v一、全反射现象v1光密介质和光疏介质v(1)对于两种介质来说，光在其中传播的速度较小的介质，即折射率 的介质叫 介质；光在其中传播的速度较大的介质，即折射率较小的介质叫 介质v(2)光疏介质和光密介质是相对的v2全反射：光从 介质射到 介质的界面时，全部被反射回原介质的现象预习导学预习导学较较大大 光密光密 光疏光疏 光密光密 光

2、疏光疏 v二、全反射条件v1全反射的条件v(1)光需从 介质射至 介质的界面上v(2)入射角必须等于或 临界角v2临界角v(1)定义：光从某种介质射向真空或空气时使折射角变为90时的 ，称作这种介质的临界角v(2)临 界 角 C与 折 射 率 n的 关 系：sin C .预习导学预习导学光密光密 光疏光疏 大于大于 入射角入射角 v想一想当光从水中射入玻璃的交界面时，只要入射角足够大就会发生全反射，这种说法正确吗？为什么？v答案不正确要发生全反射必须光从光密介质射入光疏介质而水相对玻璃是光疏介质，所以不管入射角多大都不可能发生全反射预习导学预习导学v三、全反射的应用光导纤维v1光纤的工作原理：

3、由于有机玻璃的折射率 空气的折射率，当光从有机玻璃棒的一端射入 时，可 以 沿 着 有 机 玻 璃 棒 的 表 面 发 生 多 次 ，从另一端射出v2光导纤维的构造：由两种折射率不同的玻璃制成，分内、外两层，内层玻璃的折射率比外层玻璃的折射率 当光从一端进入光纤 时，将 会 在 两 层 玻 璃 的 界 面 上 发 生 v3光纤通讯的优点是容量 ，衰减 ，抗干扰能力强、传播速率高.预习导学预习导学大于大于 全反射全反射 大大 全反射全反射 大大 小小 v一、对全反射的理解v1对光疏介质和光密介质的理解v(1)光疏介质和光密介质是相对而言的，并没有绝对的意义v(2)光在光密介质中的传播速度比在光疏

4、介质中传播速度小v(3)光若从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角；反之，光由光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角v(4)光疏和光密是从介质的光学特性来说的，并不是它的密度大小课堂讲义课堂讲义课堂讲义课堂讲义v2全反射课堂讲义课堂讲义v【例1】关于全反射，下列叙述中正确的是()vA发生全反射时仍有折射光线，只是折射光线非常弱vB光从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射现象vC光从光密介质射向光疏介质时，可能不发生全反射现象vD光从光疏介质射向光密介质时，可能发生全反射现象v解析发生全反射时折射光线的能量为零，折射光线消失，所以选项A错误；发生全反射的条件是光从光密介质射向光疏介质，

5、且入射角大于或等于临界角，二者缺一不可，所以选项B、D错误选项C正确v答案C课堂讲义课堂讲义v针对训练某种介质对空气的折射率是，一束光从该介质射向空气，入射角是60，则下列光路图中正确的是(图中为空气，为介质)()课堂讲义课堂讲义v答案D课堂讲义课堂讲义v二、光导纤维v1原理：内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯和外套的界面上发生全反射v2优点：容量大，衰减小，抗干扰性强等v3应用：光纤通讯；医学上的内窥镜课堂讲义课堂讲义v【例2】光导纤维的结构如图431所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播，以下关于光导纤维的说法正确的是()图图431 课堂讲义课堂讲义vA内芯的折射率比外套的大，光传播

6、时在内芯与外套的界面发生全反射vB内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射vC内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射vD内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用课堂讲义课堂讲义v解析光导纤维的内芯折射率大于外套的折射率，光在由内芯射向外套时，在其界面处发生全反射，从而使光在内芯中传播，A对v答案A课堂讲义课堂讲义课堂讲义课堂讲义v【例3】如图432所示，为一圆柱中空玻璃管，管内径为R1，外径为R2，R22R1.一束光线在圆柱横截面内射向玻璃管，为保证在内壁处光不会进入中空部分，问入射角i应满足什么条件？图图432 课堂讲义课堂讲义v答案

7、i30第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 高中物理高中物理选修选修3-4教科版教科版第二章机械波第二章机械波2.1 机械波的形成和传播机械波的形成和传播 第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 v目标定位v1.理解机械波的形成过程和产生条件.v2.知道波的种类及横波和纵波的概念.v3.明确机械波传播的特点 第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 v一、机械波的形成和传播v1 波的形成v由于绳的各部分之间都有相互作用的弹力联系着，所以当手抖动绳的一端，紧靠

8、这一端的质点运动，它会 相邻的质点运动，依次传递下去每一个质点都在重复绳一端的振动，后一个质点的运动状态总是 于前一个质点的运动状态预习导学预习导学带动带动 滞后滞后 第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 v2介质v能够传播振动的物质v3机械波v 在介质中的传播v4波源v引起 振动的装置v5机械波是 这一运动形式(包括波源的振动信息)的传播，介质本身并没有沿着波的方向发生 v6波是传递 的一种方式预习导学预习导学机械振机械振动动 初始初始 机械振机械振动动 迁移迁移 能量能量 第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对

9、点练习对点练习 v二、横波与纵波v1按介质中质点的振动方向和波的传播方向的关系不同，常将波分为 和 v2横波v(1)定义：介质中质点的振动方向与波的传播方向 的波v(2)标识性物理量v波峰：凸起来的 处v波谷：凹下去的 处预习导学预习导学横波横波 纵纵波波 垂直垂直 最高最高 最低最低 第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 v3纵波v(1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向 的波v(2)标识性物理量v密部：介质中质点分布 的部分v疏部：质点分布 的部分v4简谐波：如果传播的振动是 运动，这种波叫做简谐波预习导学预习导学平行平行 密集密集 稀

10、疏稀疏 稀疏稀疏 第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 v一、波的形成和传播v1波的形成v传播波的物质，如水、绳、空气等，可以分成许多小部分，每一小部分都可以看作质点当其中一个质点振动时，由于质点间的相互作用，就带动相邻的质点振动起来，该质点又带动后面的质点振动起来，这样振动的状态就传播出去，形成了机械波课堂讲义课堂讲义第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义v2机械波的传播v(1)各质点的振动周期都与波源的振动周期相同v(2)离波源越远，质点的振动越滞后，但各质点的起振方向与波源起振

11、方向相同v(3)波传播的只是振动形式，介质中的每个质点只在自己平衡位置附近振动，并不随波迁移第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义v【例1】下列关于机械波的说法中，正确的是()vA各质点都在各自的平衡位置附近振动vB相邻质点间必有相互作用力vC前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动，后一质点的振动必定落后于前一质点vD各质点随波的传播而迁移vE离波源越远，质点的振动频率越小第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义v解析振源依靠介质中各相邻质点间的相互作用力使周围的质点依

12、次振动起来，且后一质点的振动必定落后于前一质点，选项B、C正确；质点只在它们各自的平衡位置附近做受迫振动，它们振动的频率均与波源的频率相同，选项A正确，E错误；波在传播过程各质点不随波迁移，选项D错误v答案ABC第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义图图211 第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义v答案见解析第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义

13、课堂讲义 对点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义v借题发挥根据波的形成特点，先振动的质点带动后面的质点振动，后面质点总是落后于前面质点的振动，每一个质点都在自己的平衡位置附近振动，正确画出各时刻的波形图，可以使问题变得更形象直观第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义v二、振动与波动的区别与联系v1区别v(1)研究对象不同v振动是单个质点所表现出的周而复始的运动现象，波动是大量质点表现出的周而复始的运动现象第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义v(2)运动成因不同v振动是质

14、点由于某种原因离开平衡位置，同时受到指向平衡位置的力回复力的作用波动是由于介质中质点受到相邻质点的扰动而随着运动，并将振动形式由近及远传播开去，各质点间存在相互作用的弹力，各个质点受到回复力作用v(3)运动性质不同v质点的振动是变加速运动，在同一介质中波动的传播速度不变第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义v2联系v(1)振动是波动的起因，波是振动的传播；v(2)有波动一定有振动，有振动不一定有波动；v(3)波动的周期等于质点振动的周期，波动和振动都是周期性运动第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对

15、点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义v【例3】关于振动和波的关系，下列说法中正确的是()vA振动是波的成因，波是振动的传播vB振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象vC波的传播速度就是质点振动的速度vD波源停止振动时，波立即停止传播第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义v解析机械波的产生条件是有波源和介质由于介质中的质点之间相互作用，一个质点的振动带动相邻质点的振动由近及远传播而形成波，所以选项A和B正确；波的传播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均匀介质中其速度大小不变，而质点振动的速度和方向都随时间周期性

16、地发生变化，选项C错误；波源一旦将振动传给了介质，振动就会在介质中向远处传播，当波源停止振动时，介质仍然继续传播波源振动的运动形式，不会随波源停止振动而停止传播，即波不会停止传播，选项D错误v答案AB第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义v针对训练关于振动和波的说法正确的是()vA有机械波必有振动vB有机械振动必有波vC离波源远的质点振动较慢vD质点的振动方向总是垂直于波的传播方向v解析机械振动在介质中向外传播就形成了机械波，所以有机械波必定有机械振动但如果只有振动，而没有介质的传播就不会有机械波的产生因各质点的振动都是重复波源的

17、振动，不论距波源远近，振动的快慢都一样；波分横波和纵波，纵波的质点振动方向与波的传播方向在一条直线上v答案A第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 高中物理高中物理选修选修3-4教科版教科版第二章机械波第二章机械波2.1 机械波的形成和传播机械波的形成和传播 第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 v目标定位v1.理解机械波的形成过程和产生条件.v2.知道波的种类及横波和纵波的概念.v3.明确机械波传播的特点 第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 v一、机

18、械波的形成和传播v1 波的形成v由于绳的各部分之间都有相互作用的弹力联系着，所以当手抖动绳的一端，紧靠这一端的质点运动，它会 相邻的质点运动，依次传递下去每一个质点都在重复绳一端的振动，后一个质点的运动状态总是 于前一个质点的运动状态预习导学预习导学带动带动 滞后滞后 第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 v2介质v能够传播振动的物质v3机械波v 在介质中的传播v4波源v引起 振动的装置v5机械波是 这一运动形式(包括波源的振动信息)的传播，介质本身并没有沿着波的方向发生 v6波是传递 的一种方式预习导学预习导学机械振机械振动动 初始初始 机械振

19、机械振动动 迁移迁移 能量能量 第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 v二、横波与纵波v1按介质中质点的振动方向和波的传播方向的关系不同，常将波分为 和 v2横波v(1)定义：介质中质点的振动方向与波的传播方向 的波v(2)标识性物理量v波峰：凸起来的 处v波谷：凹下去的 处预习导学预习导学横波横波 纵纵波波 垂直垂直 最高最高 最低最低 第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 v3纵波v(1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向 的波v(2)标识性物理量v密部：介质中质点分布 的部分v疏部：质点

20、分布 的部分v4简谐波：如果传播的振动是 运动，这种波叫做简谐波预习导学预习导学平行平行 密集密集 稀疏稀疏 稀疏稀疏 第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 v一、波的形成和传播v1波的形成v传播波的物质，如水、绳、空气等，可以分成许多小部分，每一小部分都可以看作质点当其中一个质点振动时，由于质点间的相互作用，就带动相邻的质点振动起来，该质点又带动后面的质点振动起来，这样振动的状态就传播出去，形成了机械波课堂讲义课堂讲义第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义v2机械波的传播v(1)各

21、质点的振动周期都与波源的振动周期相同v(2)离波源越远，质点的振动越滞后，但各质点的起振方向与波源起振方向相同v(3)波传播的只是振动形式，介质中的每个质点只在自己平衡位置附近振动，并不随波迁移第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义v【例1】下列关于机械波的说法中，正确的是()vA各质点都在各自的平衡位置附近振动vB相邻质点间必有相互作用力vC前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动，后一质点的振动必定落后于前一质点vD各质点随波的传播而迁移vE离波源越远，质点的振动频率越小第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义

22、课堂讲义 对点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义v解析振源依靠介质中各相邻质点间的相互作用力使周围的质点依次振动起来，且后一质点的振动必定落后于前一质点，选项B、C正确；质点只在它们各自的平衡位置附近做受迫振动，它们振动的频率均与波源的频率相同，选项A正确，E错误；波在传播过程各质点不随波迁移，选项D错误v答案ABC第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义图图211 第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对

23、点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义v答案见解析第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义v借题发挥根据波的形成特点，先振动的质点带动后面的质点振动，后面质点总是落后于前面质点的振动，每一个质点都在自己的平衡位置附近振动，正确画出各时刻的波形图，可以使问题变得更形象直观第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义v二、振动与波动的区别与联系v1区别v(1)研究对象不同v振动是单个质点所表现出的周而复始的运动现象，波动是大量质点表现出的周而复始的运动现象第第3讲光的全反射讲光的全反射

24、 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义v(2)运动成因不同v振动是质点由于某种原因离开平衡位置，同时受到指向平衡位置的力回复力的作用波动是由于介质中质点受到相邻质点的扰动而随着运动，并将振动形式由近及远传播开去，各质点间存在相互作用的弹力，各个质点受到回复力作用v(3)运动性质不同v质点的振动是变加速运动，在同一介质中波动的传播速度不变第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义v2联系v(1)振动是波动的起因，波是振动的传播；v(2)有波动一定有振动，有振动不一定有波动；v(3)波动的周期等于质点振动

25、的周期，波动和振动都是周期性运动第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义v【例3】关于振动和波的关系，下列说法中正确的是()vA振动是波的成因，波是振动的传播vB振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象vC波的传播速度就是质点振动的速度vD波源停止振动时，波立即停止传播第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义v解析机械波的产生条件是有波源和介质由于介质中的质点之间相互作用，一个质点的振动带动相邻质点的振动由近及远传播而形成波，所以选项A和B正确；波

26、的传播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均匀介质中其速度大小不变，而质点振动的速度和方向都随时间周期性地发生变化，选项C错误；波源一旦将振动传给了介质，振动就会在介质中向远处传播，当波源停止振动时，介质仍然继续传播波源振动的运动形式，不会随波源停止振动而停止传播，即波不会停止传播，选项D错误v答案AB第第3讲光的全反射讲光的全反射 预习导学预习导学 课堂讲义课堂讲义 对点练习对点练习 课堂讲义课堂讲义v针对训练关于振动和波的说法正确的是()vA有机械波必有振动vB有机械振动必有波vC离波源远的质点振动较慢vD质点的振动方向总是垂直于波的传播方向v解析机械振动在介质中向外传播就形成了机械波，所以有机械波必定有机械振动但如果只有振动，而没有介质的传播就不会有机械波的产生因各质点的振动都是重复波源的振动，不论距波源远近，振动的快慢都一样；波分横波和纵波，纵波的质点振动方向与波的传播方向在一条直线上v答案A