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

第四章　光 第二节　全反射 高二物理组　　吕老师 学习目标： 1、发生全反射的条件（重点） 2、全反射棱镜与光导纤维（难点） 有裂痕的玻璃、水中的气泡、自行车的尾灯在阳光的照射下看起来都特别明亮，为什么？ 阅读课本Ｐ90－94，完成导学案8min 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 （1）折射角逐渐 ； （2）折射光线亮度逐渐 ； （3）反射角逐渐 ； （4）反射光线亮度逐渐 ； （5）当入射角增大到某一角度时，折射 光线 ，所有光线全部反射。 观察实验现象后回答，随着入射角的逐渐增大的过程中： 增大 减弱 增大 增强 消失 一、全反射 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。 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C θ1 θ3 光密介质 N N' O C 一、全反射 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 ° 一、全反射 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？ 理解：当恰发生全反射时，折射光线沿界面传播？ 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。因此他认为水面以上所有的景物都出现在顶角为2C的圆锥里。 一、全反射 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 练习 1.水、玻璃中的气泡，看起来特别明亮：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。 2.玻璃断面是空气，环境的光从玻璃（光密）到断面（光疏）出现全反射。 3.花叶上的露珠特别明亮：射入露珠的光线有一部分在它的下表面发生全反射。 一、全反射 1.横截面是等腰直角三角形的棱镜 变化90 ° 变化180 ° A B C C B A 2.光的方向与玻璃面⟂时，不发生偏折 3.光射向玻璃与空气的界面时，入射角大于临界角，发生全反射。 4.应用：在光学仪器里,常用全反射梭镜来代替平面镜,改变光的传播方向。 二、全反射棱镜 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% 二、全反射棱镜 全反射棱镜的应用 双筒望远镜中的全反射棱镜 二、全反射棱镜 全反射棱镜的应用 自行车尾灯 二、全反射棱镜 　　1966 年，33 岁的华裔科学家高锟提出：光通过直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来传输大量信息。高锟因此获得 2009 年诺贝尔物理学奖。根据这一理论制造的光导纤维（optical fiber）已经普遍应用到通信领域。这其中就用到了全反射原理。 高锟（1933-2018） 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。 三、光导纤维 原理：利用全反射原理 结构： 三、光导纤维 　　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。 视频 ：水流导光 三、光导纤维 应用1：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、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 应用2：内窥镜 三、光导纤维 2.(多选)下列选项所示，光线由空气透过玻璃砖再射入空气的光