4.2全反射 课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

4.2全反射 横州市百合中学 韦衍虎 18276143537 问题导入 水中的气泡看上去特别明亮，这是为什么呢？ 一、全反射 光疏介质: 光密介质: 两种介质中，折射率相对较小的介质 两种介质中，折射率相对较大的介质 n水 n玻璃 n水气 n水<n玻璃，水是光疏介质 n水>n空气，水是光密介质 密 疏 θ1 θ2 θ1 θ2 密 疏 θ1>θ2 θ1<θ2 演 示 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的边上，在这个边与空气的界面上会发生反射和折射。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：同时发生折射和反射现象。如果入射角逐渐增大，折射光变弱，反射光变强。当入射角增大到某一角度，折射光完全消失，只剩下反射光。 指光从光密介质射向光疏介质时，当入射角增大到某一角度，光线全部被反射回光密介质的现象。 全反射现象： 条件一：光由光密介质射向光疏介质。 密 疏 θ1 θ2 θ1 θ2 密 疏 θ1>θ2 θ1<θ2 不发生全反射 全反射 条件二：入射角要足够大。 思考与讨论 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）发生全反射时的临界角C？ 计算时可以先考虑图的情形：光以接近 90°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。 物理上光从光密介质射向光疏介质时，折射角等于90度时的入射角叫做临界角。 临界角（C）： θ1 θ2 密 疏 θ1<θ2 全反射 临界角计算公式： 介 质 水 玻璃 金刚石 折射率n 1.33 1.5~1.9 n＝2.42 临界角C 48.8 ° 32 °~ 42 ° 24.4 ° 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。 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？这个圆锥的顶角是多大？ 课本例题 解： 由公式 和水的折射 n＝1.33，可求得临界角 设圆锥的顶角为a，则有 a＝ 2C ＝ 97.6° 即圆锥的顶角为 97.6°。 二、全反射棱镜 θ 密 疏 θ>C 全反射 优点 ①反射率高 ②反射失真小 ③不必涂刷反光材料 双筒望远镜中的全反射棱镜 自行车尾灯 三、光导纤维 观察光在弯曲的有机玻璃棒中传播的路径 演 示 如图 ，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。 光纤 当光在有机玻璃棒内传播时，如果从有机玻璃射向空气的入射角大于临界角，光会发生全反射，于是光在有机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。 传像束 内窥镜 光纤通信 光纤通信 优点：容量大、衰减小、速度快，抗干扰 甲地 乙地 光信号 电信号 文字、声音、图像 做一做 将塑料瓶下侧开一个小孔，瓶中灌入清水，水就从小孔流出。用激光水平射向塑料瓶小孔（图激光可由激光笔产生），观察光的传播路径。 水流导光 课堂练习 例1：(多选)如图所示,ABCD是两面平行的透明玻璃砖,AB面和CD面是玻璃和空气的界面,分别设为界面Ⅰ和界面Ⅱ。光线从界面Ⅰ射入玻璃砖,再从界面Ⅱ射出回到空气中。如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角,则(　　) A.只要入射角足够大,光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象 B.只要入射角足够大,光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象 C.不管入射角多大,光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象 D.不管入射角多大,光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象 CD 例2：图是一个用折射率n＝2.4的透明介质做成的四棱柱的横截面图，其中∠A ＝∠C ＝90°，∠B＝60，现有一束光从图示的位置垂直入射到棱镜的AB面上，画出光路图，确定射出光线。注意：每个面的反射光线和折射光线都不能忽略。 课堂练习 解：根据临界角公式 得 =24°38、 易得C<30°. 课堂小结 一、全反射 二、全反射的应用 1.全反射现象：指光从光密介质射向光疏介质时，当入射角增大到某一角度，光线全部被反射回光密介质的现象。 2.临界角（C）：物理上光从光密介质射向光疏介质时，折射角等于90度时的入射角叫做临界角。 全反射棱镜、光导纤维 $