高中物理 第四章 光 第三節(jié) 認識光的全反射現(xiàn)象課件1 粵教版 選修34.ppt

認識光的全反射現(xiàn)象 教學目標 1 理解光的全反射現(xiàn)象2 掌握臨界角的概念和發(fā)生全反射的條件3 了解全反射現(xiàn)象的應用 說明 有關(guān)臨界角目前高考中的要求是理解其概念 知道計算式 而不要求會利用臨界角的公式進行有關(guān)計算 請同學們酌情處理 問 光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時會發(fā)生什么現(xiàn)象呢 好好想一想 不要太急于回答 一般 光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時會發(fā)生折射現(xiàn)象 還有反射現(xiàn)象 光路圖如下 假設水中有一個可以移動激光器s 它發(fā)出的光線從水射向空 入射角為i 反射角為i 折射角為r 因為是從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì) r i 當s移動時 入射角i增大 則反射角和折射角都增大 當入射角增大到c時 折射角剛好增達到900 下面讓我們通過演示實驗 看一看將會發(fā)生什么現(xiàn)象 若入射角繼續(xù)增大呢 實驗 讓一束激光從半圓形玻璃磚的弧面沿半徑射到ab界面的o點 如圖 旋轉(zhuǎn)玻璃磚 改變?nèi)肷浣莍 我們可以看到 入射角i增大時 折射角r也增大 折射光線越來越暗 反射光線卻逐漸變亮 當入射角i增大到某一角度時 折射角r達到900 折射光線就完全消失了 只剩下反射光線 這種現(xiàn)象叫全反射 折射角為900時的入射角叫做臨界角 用c表示 可見 入射角增大的過程中 折射角也增大 這是一個量變過程 當入射角達到臨界角和大于臨界角時 就引起質(zhì)變 出現(xiàn)了全反射現(xiàn)象 所以光在兩種介質(zhì)界面不一定同時存在著反射和折射現(xiàn)象 光導纖維 全反射現(xiàn)象是自然界里常見的現(xiàn)象 我們常聽到的 光纖通信 就是利用了全反射的原理 為了說明光導纖維對光的傳導作用 我們做下面的實驗 彎曲的玻璃棒能傳光 光導纖維是非常細的特制玻璃絲 直徑只有幾微米到幾百微米之間 由內(nèi)芯與外套兩層組成 內(nèi)芯的折射率比外套的大 光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射 把光導纖維聚集成束 使其兩端纖維排列的相對位置相同 圖像就可以從一段傳到另一端了 光導纖維 光導纖維的用途很大 醫(yī)學上將其制成內(nèi)窺鏡 用來檢查人體內(nèi)臟的內(nèi)部 內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu) 光導纖維在醫(yī)學上的應用 光導纖維的用途很大 通過它可以實現(xiàn)光纖通信 光纖 光纖通信的主要優(yōu)點是容量大 衰減小 抗干擾性強 雖然光纖通信的發(fā)展歷史只有20多年的 但是發(fā)展的速度是驚人的 請同學們思考下面幾個問題 1 如果激光束從空氣直接射到玻璃磚的直徑ab界面上 還會不會發(fā)生全反射 2 要滿足什么條件 才可以發(fā)生全反射呢 3 對于某種介質(zhì) 它的臨界角是多大呢 4 你在家里是不是可以自己完成上面的實驗呢 思考得怎么樣 我們一起來完成吧 發(fā)生全反射的條件 1 光必須從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì) 2 入射角必須大于 或等于 臨界角 臨界角 設某種介質(zhì)的折射率為n 則有 例題解析 解 根據(jù)發(fā)生全反射須滿足的兩個條件 光在ef面是空氣射入玻璃 即是從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì) 不可能發(fā)生全反射 在mn面上 光是從玻璃射向空氣 滿足第一個條件 光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì) 但其入射光線即是光線通過ef界面后的折射光線 故其入射角i 的大小是受限制的 如圖乙所示 由于i 90 據(jù)折射定律sini sinr n 有sinr 1 n 即r c 又據(jù)平面幾何知識i r 即也有i c 不滿足發(fā)生全反射的第二個條件 所以在mn界面上也不能發(fā)生全反射 正確的選項為d 注意 發(fā)生全反射的兩個條件缺一不可 其中任何一個條件均只