4.2 全反射 课件-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

全 反 射 一、光疏介质与光密介质 1、定义: 1)、光疏介质:两种介质中折射率较小的介质叫做光疏介质. 2)、光密介质:两种介质中折射率较大的介质叫做光密介质. 光在光密介质中的传播速度比光在光疏介质中的传播速度小 由公式 可知 2、理解: 1)、光疏介质光密介质是相对而言的.只有对给定的两种介质才能谈光疏介质与光密介质.没有绝对的光密介质. 如：水、玻璃和金刚石三种介质比较， n水＝1.33 n玻璃＝1.5～1.8 n金刚石＝2.42。 对水而言，玻璃是光密介质；但对金刚石而言，玻璃则是光疏介质。 2)、光疏介质与光密介质的界定是以折射率n为依据的,与媒质的其它属性(如密度等)无关. i 3、 思考光进入不同介质时的角度大小关系： N N' A O B 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 光疏介质 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： 二、全反射: 1、全反射：当光从光密介质进入光疏介质时,折射角大于入射角.当入射角增大到某一角度时,折射角等于900,此时,折射光完全消失，只剩下反射光, 这种现象叫做全反射. 2、临界角: 1)、定义:光从光密介质射向光疏介质时,折射角等于900时的入射角,叫做临界角.用字母C表示. 当光由光密介质射入光疏介质时: 若入射角i<C,则不发生全反射,既有反射又有折射现象. 若入射角i≥C,则发生全反射现象. 2)、临界角的计算: 当光由某种介质射入真空或空气时: . 从这个关系式可以看出，介质的折射率越大，发生全 反射的临界角越小。水的临界角为48.8°，各种玻璃的临界角为32°~ 42°，金刚石的临界角为24.4° 全反射是自然界中常见的现象。例如，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。 ［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SinC=1/n和水的率n=1.33，可求得临界角C： SinC= 设圆锥的顶角为θ，则有 θ =2C=97.60 C=48.80 1.光在某种介质中的传播速度1.5×108m/s， 则光从此介质射向真空并发生全反射的临界角是 ( ) A.15° B.30° C.45° D.60° B 2.某玻璃的临界角为42°，当在玻璃中的某一光线射到玻璃与空气的分界面时，若入射角略小于临界角，则光线在空气中的折射角应为 ( ) A.小于42° B.小于60° C.小于90° D.无折射光线 C 3.红光和紫光相比（ ） A 在真空中传播时，紫光的速度比较大 B 在玻璃中传播时，红光的速度比较大 C 玻璃对红光的折射率较紫光大 D 从玻璃到空气的界面上，红光的临界角较紫光大 B D 4.如图所示，一束白光以较大的入射角射到三棱镜的一侧面上，从三棱镜的另一侧面射出，在屏上形成从红到紫的彩色光带.光入射角逐渐减小时（ ） A.红光最先消失 B.紫光最先消失 C.红光和紫光同时消失 D.红光和紫光都不会消失 Ｂ 5.一束光从空气射向折射率为n= 的某种玻璃的表面，如图所示，i代表入射角，则( ) BCD A.当i＞45°时会发生全反射现象 B.无论入射角是多大，折射角都不会超45° C.欲使折射角 =30°应以i=45°的角度入射 D.当入射角tani= 时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直 三、全反射的应用 1、光导纤维—光纤通讯 一种利用光的全反射原理制成的能传导光的玻璃丝,由内芯和外套组成,直径只有几微米到100微米左右,内芯的折射率大于外套的折射率.当光线射到光导纤维的端面上时,光线就折射进入光导纤维内,经内芯与外套的界面发生多次全反射后从光导纤维的另一端面射出,而不从 外套散逸,故光能损耗极小 利用光导纤维可以弯曲传光,传像,可制作各种潜望镜,医用内窥镜等. 利用光纤可实现光纤通信，而光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强. 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