人教版 (2019)选择性必修 第一册2 全反射教学演示课件ppt

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第四章 《光》第2节 《全反射》水中和玻璃中的气泡，还有叶子上的露珠看起来特别明亮，这是为什么？水中的气泡看上去特别明亮晶莹剔透的露珠一、光密介质和光疏介质1.光密介质：折射率较大的介质。2.光疏介质：折射率较小的介质。（1）光疏介质和光密介质是相对的（2）“疏”、“密”不是指密度注意：酒精是光密介质酒精是光疏介质光由光疏介质射入光密介质折射角小于入射角空气玻璃  光由光密介质射入光疏介质折射角大于入射角 折射率n1折射率n2空气玻璃  O折射率n1折射率n2O实验探究：观察全反射现象如图，让光沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直边上，观察平直边与空气界面发生的实验现象。逐渐增大入射角，观察反射光线和折射光线的变化。实验现象及结论当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射，如果入射角逐渐增大，折射光离法线越来越远，而且越来越弱，反射光却越来越强。当入射角增大到某一角度，使折射角达到900时，折射光完全消失，只剩下反射光。 1.定义：当光从光密介质射入光疏介质，入射角增大到某一角度,使折射角达到900时,折射光完全消失,只剩下反射光,这种现象叫做全反射。 二、全反射2.临界角：刚好发生全反射，即折射角等于900时的入射角叫做临界角. 用字母C 表示。3.全反射的条件：（1）光从光密介质射入光疏介质（2）入射角θ1 ≥临界角Cθ1θ3光密介质NN'OCN 介质N'O 真空 由于不同介质的折射率不同，在光从介质射入空气（真空）时，发生全反射的临界角是不一样的。怎样计算光从折射率为n的某种介质射入空气（真空）发生全反射的临界角C？ 4.临界角的计算计算时可以先考虑左图情形：光以接近900的入射角从空气射入介质，求出这时的折射角。根据光路可逆的道理，也就知道光从介质射入空气时发生全反射的临界角了。N 介质N'O 真空可以看出，介质的折射率n越大，发生全反射的临界角C越小。 （1）水中或玻璃中的气泡，看起来特别明亮，就是因为光从水或玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故。从水射到空气时，由密到疏，发生全反射5.生活中的全反射现象（2）【水下的灯】水中的灯只能照亮水面上一块圆面，为什么？ R从水射到空气时，当入射角大于临界角时，发生全反射，所以只能照亮水面上的一块圆面。（3）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？这个圆锥的顶角多大？（3）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？这个圆锥的顶角多大？几乎贴着水面射入水里的光线，在潜水员看来是从折射角为C的方向射来的，水面上其他方向射来的光线，折射角都小于C。CC（3）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？这个圆锥的顶角多大？水的折射率为1.33 所以C=48.80则有圆锥顶角θ=2C=97.60CC当光线由AB面垂直入射时：横截面是等腰直角三角形的棱镜当光线由AC面垂直入射时：变化900ABCCBA在AC面发生全反射，垂直于BC面射出．在AB、 BC面发生两次全反射，垂直于AC面射出．1.全反射棱镜三、全反射的应用实例——变化1800优点：（1）反射率高，几乎可达100%；（2）因反射面不必涂敷任何反射物质，故反射时失真小。全反射棱镜全反射棱镜的应用——缩短镜筒的长度在光学仪器里，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，镜筒要很长，通过使用全反射棱镜能够缩短镜筒的长度。全反射棱镜的应用——提高反射率一般的平面镜都是在玻璃的后面镀银，但是银面容易脱落．因此对于精密的光学仪器，如照相机、望远镜、显微镜等，就需要用全反射棱镜代替平面镜．与平面镜相比,它的反射率高,几乎可达100% 三、全反射的应用实例——现象：光沿着弯曲的玻璃棒转弯【观察与思考】演示：激光笔发出的光射入一根弯曲的有机玻璃棒的一端，观察光传播的路径有什么特点。原因：当光在玻璃棒内传播时，如果从玻璃射向空气的入射角大于临界角，光会发生全反射，于是光在玻璃棒内沿着锯齿形路线传播。这就是光导纤维导光的原理。光导纤维三、全反射的应用实例——光导纤维光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到几百微米之间，由内芯与外套两层组成．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射。三、全反射的应用实例——光导纤维把光导纤维聚集成束，使其两端纤维排列的相对位置相同，图像就可以从一端传到另一端了。载有声音、图像以及各种数字信号的激光从光纤的一端输入，就可以传到千里以外的另一端，实现光纤通信。光导纤维的用途很大，医学上将其制成内窥镜，用来检查人体内脏的内部内窥镜的结构 光导纤维在医学上的应用光导纤维的用途很大，通过它可以实现光纤通信。光导纤维的用途很大，通过它可以实现光纤通信。光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强．虽然光纤通信的发展历史只有20多年的，但是发展的速度是惊人的。三、全反射的应用实例——水流导光三、全反射的应用实例——水流导光：光在水的内表面发生多次全反射水流导光1、光疏介质、光密介质2、全反射定义临界角C全反射的条件（两个）3、全反射原理的应用实例全反射棱镜光导纤维水流导光课堂小结谢谢！