第四章 4.2 全反射（同课异构课件）-2021-2022学年高二物理【步步高】学习笔记（人教版2019选择性必修第一册）津鲁琼浙云晋皖黑吉桂

2 全反射 第四章 光 （一）光疏介质和光密介质： 光疏介质：两种介质中折射率较小的介质叫做光疏介质。 光密介质：两种介质中折射率较大的介质叫做光密介质。 *注意： 1、相对性：如水和空气比较；水和金刚石比较… 2、不能理解为介质密度。如水和酒精.. i （二）思考光进入不同介质时的角度大小关系： N N' A O B 光疏介质 光密介质 i r 光从光疏介质进入光密介质 N N' A O B 光疏介质 光密介质 光从光密介质进入光疏介质 r 逐渐增大入射角，当入射角增大到某一角度，折射角接近90°时，继续增大入射角，这时会发生什么情况？ θ1 θ2 N N' A O B 光疏介质 光密介质 B θ1 θ2 N N' A O 光密介质 光疏介质 思考： （三）全反射的定义： 光由光密介质射入光疏介质时，随着入射角的增大，当折射角增大到90°时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射．思考：当入射角增大到某一角度，折射角就会增大到90°，这个时候就会发生全反射，这个角度有什么特殊？有什么特殊的意义法呢？ 推导临界角C与介质折射率的关系 因而 ： B C N N' A O 光密介质 光疏介质 临界角：折射角等于90°时的入射角叫做临界角，用符号C 表示． 光从折射率为n的某种介质射到空气(或真空)时的临界角C 就是折射角等于90°时的入射角，根据折射定律可得： 常见物质的临界角：水：48.80 玻 璃：320-420 金刚石：24.40 （四）全反射的条件： ① 光从光密介质进入光疏介质 ② 入射角等于或大于临界角C O 光密介质 N N' A C 光疏介质 C C 900 全反射 思考：根据全反射所需条件解释我们所做的隐形实验？ ［例题］：尝试过在游泳课的时候潜入水中看岸上的景物吗?你会发现水面上的所有景物，都出现在一个倒立圆锥里，为什么？ 接近900 接近900 c c c c 解：由临界角公式 和水的率n=1.33，可求得临界角C： sinC= C=arcsin 设圆锥的顶角为θ，则有 θ =2C=97.6 ° =48.8° 巩固练习： ［练习1］：光从介质a射向介质b，如果要在a、b介质的分界面上发生全反射，那么必须满足的条件是什么？ A，a是光密介质，b是光疏介质 B、光在介质a中的速度必须大于在介质b中的速度 C、光的入射角必须大于或等于临界角 D、必须是单色光 正确答案：AC ［练习2］：光由折射率为 的介质中以400的入射角射到介质与空气的界面上，问能否发生全反射？ 解析：不能发生全反射，因为全反射有两个条件，第一个条件为光从光密介质进入光疏介质，此题满足要求。第二个条件为入射角大于或者等于临界角，通过计算发现此介质临界角为45度，所以不满足要求，由此可知不能发生全反射。 （五）全反射的主要应用： 1、全反射棱镜：（截面为等腰直角三角形的棱镜） 45 45 45 45 45 45 I1 I2 I3 O 物体 分析全反射反射成像时与平面镜对比的优越性 全反射棱镜典型应用 A、原理：利用全反射原理 B、作用：改变光路 C、优越性：反光率高,接近达到100%，成像失真小. D、应用：精密昂贵的光学仪器中，比方说显微镜，单反相机，潜望镜，望远镜…… 2、光导纤维： 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 A、原理：利用全反射原理（思考光纤内外层折射率的差别） B、作用：传输光、图象或者其他信息 C、优越性：光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强． D、应用：光纤通信，医学及工业内窥镜，饰品等…… 本节小结： 1、光疏介质与光密介质的理解。 2、全反射的定义。 4、临界角的定义与计算。 3、全反射的条件及判断。 5、全反射的应用。 ［思考］:请大家思考生活当中下列现象与全反射现象有什么关系? $