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 2.全反射 教学目标 CONTENT 01 02 03 知道全反射棱镜及其应用 知道产生全反射的条件 能解释全反射现象 知道光疏介质、光密介质认识光的全反射现象 2 海市蜃楼 晶莹剔透的露珠 新课引入 折射光 θ2 入射光 θ1 空气 介质 温故知新 n 光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫作这种介质的绝对折射率，简称折射率，用符号 n 表示. n= c v θ1 θ3 N N' A O B 真空 介质2 θ1 θ2 真空 N N' A O B 介质 1 ＞ θ2 θ3 n1<n2 介质1相对介质2是光疏介质 上饶中学物理组陈满书 1.光疏介质：折射率较小的介质 2.光密介质：折射率较大的介质 （1）光疏介质与光密介质是相对的。 （2）光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的小。 介质 空气 水 酒精 金刚石 折射率 1.00028 1.33 1.36 2.42 全反射 一 知能提升 入射角 反射角 折射角 θ1 θ2 θ3 介质1 介质2 θ1 = θ2 θ1 >θ3 n1<n2 介质1相对于介质2 介质1为光疏介质 介质2为光密介质 折射率n1 折射率n2 3.光由光疏介质射入光密介质，折射角小于入射角. 4.光由光密介质射入光疏介质，折射角大于入射角. 既然光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，可以预料，当入射角增大到一定程度，但还没有达到90°时，折射角就会增大到90°。如果入射角再增大，会出现什么现象？ O O 介质1 介质2 折射率n1 折射率n2 介质1 介质2 折射率n1 折射率n2 思考与讨论 实验探究 半圆形玻璃砖的平直边沿90 0线放置 光沿半圆形玻璃砖的半径射到平直边上 通过转动光源增大入射角 1光从玻璃斜射向空气 情景 5.全反射 ：光由光密介质射入光疏介质时，同时发生反射和折射，折射角大于入射角，随着入射角的增大，反射光线越来越强，折射光线越来越弱，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。 6.临界角 ：入射角增大到某一角度，折射角等于90°时，折射光完全消失， 此时对应的入射角叫做临界角。符号 C。 C 7.发生全反射的条件： （1）光由光密介质射入光疏介质； （2）入射角等于或大于临界角。 8.光从介质射入空气（真空）的临界角： n ＝ sinC ＝ 9.全反射遵从反射定律。 介质 水 各种玻璃 金刚石 折射率 1.33 1.5~1.8 2.42 临界角C 48.8° 32°~ 42° 24.5° 空气 玻璃 C 珠宝的鉴赏（ 玻璃： 金刚石： ） 为什么液体中的气泡看起来特别明亮？ 学以致用 光疏介质 光密介质 原因是：光从水或玻璃射向气泡时，一部分光在分界面上发生了全反射. 贴近热路面附近的空气层同热沙面附近的空气层一样，比上层空气的折射率小。从远处物体射向路面的光线，也可能发生全反射，从远处看去，路面显得格外明亮光滑。 在水中的鱼看来，水面上和岸上的所有景物，都出现在顶角约为97.6°的倒立圆锥里，为什么？ （水的折射率为1.33） 鱼眼里的世界 水的折射率为1.33 所以C=48.8 °, 则有圆锥顶角θ=2C=97.6 ° 学以致用 海市蜃楼 解释：海面上下层空气温度低，密度大，折射率大，上层空气温度高，密度小，折射率小，远方物体发出的光线向空中入射时不断折射弯曲，到某高度时发生全反射，再射回地面，观察者感觉这光线来自空中。 学以致用 1.全反射棱镜：截面是等腰直角三角形。 45 45 45 45 45 45 光线改变90 ° 光线改变180 ° 全反射棱镜 二 知能提升 2. 优点： （1）反射率高，几乎可达100%； （2）因反射面不必涂敷任何反射物质，故反射时失真小。 20 潜望镜 望远镜 全反射棱镜应用 全反射棱镜作用：改变光的方向 1.光导纤维： （1）原理：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。 （2）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。 构造特点：双层，内芯材料的折射率比外套材料的折射率大. 光导纤维 三 知能提升 2.应用：作为载体，传递信息 （1）光纤通信：容量大、衰减小、抗干扰性强； （2）内窥镜：检查人体胃、肠、气管等脏器的内部。 医学制成内窥镜 例.如图所示,某种透明物质制成的直角三棱镜ABC,∠A等于30°,一束光线在纸面内垂直AB边射入棱镜。如图所示,发现光线刚好不能从BC面射出,而是最后从AC面射出。求: (1)透明物质的折射率n。 (2)光线从AC面射出