13.2《全反射》課件(上課用)[春苗教育]

1、13.2 全全 反反 射射 不同介質(zhì)的折射率不同，我們把折射率較小的介質(zhì)稱為 光疏介質(zhì)，折射率較大的介質(zhì)稱為光密介質(zhì)光疏介質(zhì)和光 密介質(zhì)是相對的 1 3 N N A O B 空氣 1 2 空氣 N N A O B 介質(zhì) 1 介質(zhì)2 介質(zhì)1相對介質(zhì)2是光疏介質(zhì) 介質(zhì)1與介質(zhì)2相對空氣都是光密介質(zhì) 23 n n2 一、光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)一、光疏介質(zhì)與光密介質(zhì) 完成下列光路圖完成下列光路圖 光從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，折射角光從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)，折射角_入射角；入射角； 光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，折射角光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，折射角_入射角入射角 既然光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，折射角大于入既然

2、光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，折射角大于入 射角?？梢灶A(yù)料，當(dāng)入射角增大到一定程度，但還沒射角?？梢灶A(yù)料，當(dāng)入射角增大到一定程度，但還沒 有達(dá)到有達(dá)到900時(shí)，折射角就會(huì)增大到時(shí)，折射角就會(huì)增大到900。如果入射角再。如果入射角再 增大，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象增大，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 思考與討論思考與討論 讓光沿著半圓形玻璃磚的半徑射到它的平直的邊上，在這讓光沿著半圓形玻璃磚的半徑射到它的平直的邊上，在這 個(gè)邊與空氣的界面上會(huì)發(fā)生反射和折射。逐漸增大入射角，觀個(gè)邊與空氣的界面上會(huì)發(fā)生反射和折射。逐漸增大入射角，觀 察反射光線和折射光線的變化。察反射光線和折射光線的變化。 示示 演演 13 光密介質(zhì) N N

3、 A O C 光疏介質(zhì) 當(dāng)光線從光密介質(zhì)射入光疏 介質(zhì)時(shí)，如果入射角等于或 大于臨界角，就發(fā)生全反射 現(xiàn)象 1 臨界角臨界角 發(fā)生全反射現(xiàn)象 二、全反射二、全反射: : 當(dāng)入射角增大到某一角度當(dāng)入射角增大到某一角度, ,使使折射角達(dá)到折射角達(dá)到90900 0時(shí)時(shí), ,折射折射 光完全消失光完全消失, ,只剩下反射光只剩下反射光, ,這種現(xiàn)象叫做全反射，這這種現(xiàn)象叫做全反射，這 時(shí)的入射角叫做臨界角時(shí)的入射角叫做臨界角。 不同的介質(zhì)，由于折射率不同，在空氣中發(fā)生全反射的臨界不同的介質(zhì)，由于折射率不同，在空氣中發(fā)生全反射的臨界 角是不一樣的。請大家計(jì)算折射率為角是不一樣的。請大家計(jì)算折射率為n的某

4、種介質(zhì)在空氣（真的某種介質(zhì)在空氣（真 空）中發(fā)生全反射時(shí)的臨界角空）中發(fā)生全反射時(shí)的臨界角C。 思考與討論思考與討論 N A 介質(zhì)介質(zhì) N O 空空 氣氣 1 2 B n C 1 sin 光從介質(zhì)射入空氣（真空）光從介質(zhì)射入空氣（真空） 時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角C與介與介 質(zhì)的折射率質(zhì)的折射率n的關(guān)系是的關(guān)系是 常見物質(zhì)的臨界角：水：48.80 玻璃：320-420 金剛石：24.40 海市蜃樓海市蜃樓 大氣中的光現(xiàn)象大氣中的光現(xiàn)象海市蜃樓（海面）海市蜃樓（海面） 解釋：海面上下層空氣溫度低，密度大，折射率大，解釋：海面上下層空氣溫度低，密度大，折射率大， 上層空氣溫度高，

5、密度小，折射率小，遠(yuǎn)方物體發(fā)出上層空氣溫度高，密度小，折射率小，遠(yuǎn)方物體發(fā)出 的光線向空中入射時(shí)不斷折射彎曲，到某高度時(shí)發(fā)生的光線向空中入射時(shí)不斷折射彎曲，到某高度時(shí)發(fā)生 全反射，再射會(huì)地面，觀察者感覺這光線來自空中。全反射，再射會(huì)地面，觀察者感覺這光線來自空中。 正立虛象 海市蜃樓.swf 夏日“淋濕”的馬路 大氣中的光現(xiàn)象大氣中的光現(xiàn)象沙漠或馬路沙漠或馬路 解釋：貼近地面空氣溫度高，密度小，折射率小，上解釋：貼近地面空氣溫度高，密度小，折射率小，上 層空氣溫度低，密度大層空氣溫度低，密度大 ，折射率大，折射率大 。遠(yuǎn)方物體發(fā)出。遠(yuǎn)方物體發(fā)出 的有些光線向地面入射時(shí)不斷折射彎曲，到地面附近的

6、有些光線向地面入射時(shí)不斷折射彎曲，到地面附近 時(shí)發(fā)生全反射，再折向上射向遠(yuǎn)處空中，觀察者感覺時(shí)發(fā)生全反射，再折向上射向遠(yuǎn)處空中，觀察者感覺 這光線來自地下。這光線來自地下。 倒立虛象 1、全反射棱鏡：（截面為等腰直角三角形的棱鏡） 45 45 45 45 45 潛望鏡潛望鏡 全反射棱鏡典型應(yīng)用 水中或玻璃中的氣泡看起來特別明亮 原因：原因： 光從水或玻璃射光從水或玻璃射 向氣泡時(shí)，一部分向氣泡時(shí)，一部分 光在分界面上發(fā)生光在分界面上發(fā)生 了全反射。了全反射。 其它全反射現(xiàn)象其它全反射現(xiàn)象 葉面上的露珠特別亮 激光筆發(fā)出的光射入激光筆發(fā)出的光射入 一根彎曲的有機(jī)玻璃棒的一根彎曲的有機(jī)玻璃棒的 一

7、端，觀察光傳播的路徑一端，觀察光傳播的路徑 有什么特點(diǎn)。有什么特點(diǎn)。 示示 演演 2 2、光導(dǎo)纖維、光導(dǎo)纖維 原理：原理：當(dāng)光在玻璃棒內(nèi)傳播時(shí)，如果從玻璃射向空氣的當(dāng)光在玻璃棒內(nèi)傳播時(shí)，如果從玻璃射向空氣的 入射角大于臨界角，光會(huì)發(fā)生全反射，于是光在玻璃棒入射角大于臨界角，光會(huì)發(fā)生全反射，于是光在玻璃棒 內(nèi)沿著鋸齒形路線傳播。這就是光導(dǎo)纖維導(dǎo)光的原理。內(nèi)沿著鋸齒形路線傳播。這就是光導(dǎo)纖維導(dǎo)光的原理。 我們常常聽到的“光纖通信”就是利用了全反射的原 理，為了說明光導(dǎo)纖維對光的傳導(dǎo)作用，我們做下面 的實(shí)驗(yàn) 光導(dǎo)纖維是非常細(xì)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

8、 折射率比外套的大，光傳 播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面 上發(fā)生全反射 把光導(dǎo)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(dǎo)纖維 光導(dǎo)纖維的用途很大，醫(yī)學(xué)上將其制成內(nèi)窺鏡，用光導(dǎo)纖維的用途很大，醫(yī)學(xué)上將其制成內(nèi)窺鏡，用 來檢查人體內(nèi)臟的內(nèi)部。來檢查人體內(nèi)臟的內(nèi)部。 內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu) 光導(dǎo)纖維在 醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用 光導(dǎo)纖維的用途很大，通過它可以實(shí)現(xiàn)光纖通信光導(dǎo)纖維的用途很大，通過它可以實(shí)現(xiàn)光纖通信 光纖 光纖通信的主要優(yōu)點(diǎn)是容量大、衰減小、抗干擾性強(qiáng)雖然光纖光纖通信的主要優(yōu)點(diǎn)是容量大、衰減小、抗干擾性強(qiáng)雖然光纖 通信的發(fā)展歷史只有通信的發(fā)展歷史只有2020多年的，但是發(fā)展

9、的速度是驚人的多年的，但是發(fā)展的速度是驚人的 光導(dǎo)纖維在 通信上的應(yīng)用 在潛水員看來，岸上的所有景物，都出現(xiàn)在一個(gè)倒立的圓錐里，為在潛水員看來，岸上的所有景物，都出現(xiàn)在一個(gè)倒立的圓錐里，為 什么？這個(gè)圓錐的頂角是多大？什么？這個(gè)圓錐的頂角是多大？ C 水的折射率為水的折射率為1.33 所以所以C=48.80 則有圓錐頂角則有圓錐頂角=2C=97.60 n C 1 sin 光線在空氣和玻璃的分界面上發(fā)光線在空氣和玻璃的分界面上發(fā) 生全反射的條件是生全反射的條件是 ( )( ) A.A.光從空氣射到分界面上光從空氣射到分界面上, ,入射角足夠小入射角足夠小 B.B.光從空氣射到分界面上光從空氣射到

10、分界面上, ,入射角足夠大入射角足夠大 C.C.光從玻璃射到分界面上光從玻璃射到分界面上, ,入射角足夠大入射角足夠大 D.D.光從玻璃射到分界面上光從玻璃射到分界面上, ,入射角足夠小入射角足夠小 練習(xí)一 練習(xí)二 光由折射率為光由折射率為 的介質(zhì)中射入空的介質(zhì)中射入空 氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角( ( ) ) A. 300B. 450C. 600D. 900 2 2 B 600 0 空氣空氣 A 600 0 空氣空氣 B 600 0 空氣空氣 C 600 0 空氣空氣 D C 光由空氣射入某介質(zhì)時(shí)光由空氣射入某介質(zhì)時(shí), ,入射角為入射角為45450 0, ,折射角折射角 為為30300 0, ,當(dāng)光由該介質(zhì)進(jìn)入空氣時(shí)當(dāng)光由該介質(zhì)進(jìn)入空氣時(shí), , 如果入射角如果入射角 為為60600 0, ,下列各光路圖中可能的是下列各光路圖中可能的是( )( ) 練習(xí)三 反射平面鏡 一般的平面鏡都是在玻璃的后面鍍銀，我們在以前討論平 面鏡成像都只考慮這個(gè)銀面的反射，實(shí)際上由