高中物理 选择性必修1 第四章 2 全反射课件PPT

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2　全反射1.知道光的全反射现象及其产生条件,知道光疏介质、光密介质、临界角的概念。2.能解释全反射现象,解决全反射相关问题。3.了解全反射棱镜及其应用。4.初步了解光纤的工作原理及光纤在生产、生活中的应用。  1.光疏介质和光密介质对于折射率不同的两种介质,我们把折射率较小的称为①　光疏    介质,折射率较大的称为②　光密    介质。说明:光密介质和光疏介质是相对的。2.全反射(1)定义:当光从③　光密    介质射入④　光疏    介质时,同时发生折射和反射。如果入射角逐渐增大,折射光离法线会越来越远,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90°时,折射光完全消失,只剩下反射光,这种现象叫作全反射,这时的入射角叫作临界角。(2)临界角C光从某种介质射入空气(真空)时,发生全反射的临界角C与介质的折射率n的关系是sin C=⑤         。(3)发生全反射的条件a.光从⑥　光密    介质射入⑦　光疏    介质。b.入射角⑧　大于或等于    临界角。　　截面是⑨　等腰直角三角形    的玻璃棱镜叫全反射棱镜。全反射棱镜是一种特殊的棱镜,在光学仪器中用来改变光的方向。1.实用光导纤维的直径只有几微米到一百微米,光导纤维对光有传导作用,是利用了⑩　全反射    的原理,光传播时在内芯和外套的界面上发生 　全反射    。2.光纤通信的主要优点是传输容量大。此外,光纤传输还有衰减小、抗干扰性及保密性强等多方面的优点。1.水的密度大于酒精的密度,水是光密介质。 (    ✕　)提示:介质是光密介质还是光疏介质与密度无关。2.光从水中射入空气中时一定能发生全反射。 (    ✕　)提示:光从水中射入空气中,只有当入射角大于或等于临界角时才能发生全反射。3.光从玻璃射入水中时能发生全反射。 (　√　)4.水或玻璃中的气泡看起来特别亮,就是因为光从水或玻璃射向气泡时,在界面发生了全反射。 (　√　)5.只要入射角足够大,就能发生全反射。 (    ✕　)提示:只有光从光密介质射入光疏介质且入射角足够大时才能发生全反射。6.同一束光,在光密介质中的传播速度较小。 (　√　)提示:由v= 可知,同一束光,在光密介质中的传播速度较小,而在光疏介质中传播速度较大。小詹同学在假期旅游期间学习摄影,他发现照相机的镜头呈现淡紫色,如图所示是他在高山湖泊边拍摄的一张风景照片,湖水清澈见底,近处水下的景物(石块、砂砾等)都看得很清楚,而远处只看到对岸山峰和天空的倒影,水面下的景物则根本看不到。问题1.为什么能看到远处山峰的倒影?提示:能看到远处山峰的倒影,是因为山峰“发出”的光线在水面发生了反射。2.山峰“发出”的光线在水面上发生了反射,是全反射吗?提示:山峰“发出”的光线在水面发生的不是全反射,因为全反射只有光从光密介质射入光疏介质时才可能发生。3.为什么在远处只看到对岸山峰和天空的倒影,水面下的景物则根本看不到?提示:远处水面下景物的光线射到水面处,入射角很大,当入射角大于或等于临界角时发生全反射,光线不能射出水面,因而看不见水面下的景物。 光密介质和光疏介质(1)光疏介质和光密介质是相对而言的。(2)光疏和光密是从介质的光学特性来说的。(3)光疏介质和光密介质的比较 全反射的临界角C(1)临界角的含义:光从光密介质射入光疏介质时,折射角为90°时的入射角,sin C= 。(2)规律:一旦发生全反射,即遵循光的反射定律。(3)不同色光的临界角:不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时,频率越高的色光的临界角越小,越易发生全反射。 发生全反射现象的条件光从光密介质射入光疏介质,且入射角等于或大于临界角。 全反射现象中的能量分配关系(1)折射角随入射角的增大而增大,折射角增大的同时,折射光线的强度减弱,即折射光线的能量减小,亮度减弱,而反射光线增强,能量增大,亮度增加。(2)当入射角增大到某一角度(即临界角)时,折射光能量减到零,入射光的能量全部反射回来,这就是全反射现象。情境    光导纤维是一种能够传导光信号的纤维,它由内芯和外套两层组成。光由一端进入,在内芯和外套的界面上经多次全反射,从另一端射出。光导纤维为混合物,其主要成分是二氧化硅,属于非晶体。通信用的激光一般就是在这个特殊的“管道”里传播,射到粗细均匀的圆形光导纤维一个端面上的激光束都能从另一个端面射出,而不会从侧壁“泄漏”出来。问题1.光导纤维的内芯和外套的折射率哪个大?提示:光在内芯和外套的界面上会发生全反射,根据发生全反射的条件之一——光从光密介质射入光疏介质,可知内芯的折射率大于外套的折射率。2.增大光从端面入射的入射角,在端面处能发生全反射吗?提示:增大光从端面入射的入射角,在端面处不会发生全反射,因为光从空气进入介质是从光疏介质到光密介质,不能发生全反射。3.通信用的激光的波长大于紫外线的波长,如果用紫外线传输信号,其在光纤中的传播速度比激光快吗?提示:紫外线的波长短,频率高,其在光纤中的传播速度比激光慢。 全反射棱镜截面是等腰直角三角形的玻璃棱镜是全反射棱镜。它在光学仪器中常用来代替平面镜,改变光的传播方向。光通过全反射棱镜时的几种方式: 光导纤维光导纤维由内芯和外套两层组成,内芯的折射率大于外套的折射率,光由一端进入,在内芯和外套的界面上经多次全反射,从另一端射出,如图所示。