4.2光的全反射-2023-2024学年高二物理同步课件（人教版2019选择性必修第一册）

4.2 光的全反射 第四章 光 亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 【学习目标】 复习回顾 入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比 光的折射定律： ★介质n的大小与与入射角、折射角的大小无关，只与两种介质的性质有关。 水中的气泡，树叶上的露珠看起来特别明亮。这是为什么呢？ 一、全反射 1.光疏介质:两种介质中，折射率较小的介质. 2.光密介质:两种介质中，折射率较大的介质 注意:“光密介质”和“光疏介质”是相对而言的,对其界定是以折射率为依据的。 光由光疏介质斜射入光密介质时,折射角小于入射角;传播速度减小 光由光密介质斜射入光疏介质时,折射角大于入射角； 传播速度增大 思考:光由光密介质进入光疏介质时,如果入射角不断增大,哪个角先达到90°？ 使折射角增大到90°时,会出现什么现象? 一、全反射 观察全反射现象 现象: 随着入射角的逐渐增大的过程中: 1.折射角逐渐 ,折射光线亮度逐渐 ; 2.反射角逐渐 ,反射光线亮度逐渐 ; 3.当入射角增大到某一角度时,折射角度达到90°时,折射光 ,所 有光线全部反射。 增大 减弱 增大 增强 消失 一、全反射 1.全反射：当光从光密介质射入光疏介质时，入射角逐渐增大到某一角度，光线全部被反射回原光密介质的现象。 2.临界角：当光从光密介质射入光疏介质时，折射角等于90°时的入射角叫临界角， 一般用字母C 表示。 3.发生全反射的条件: 4.临界角的大小 （2）介质的折射率越大，临界角越小 注意：(1)只有光从介质射入真空的交界面时，才能这样求临界角。 (1)光从光密介质射入光疏介质; (2)入射角等于或大于临界角 1.000 28 空气 1.54 水晶 1.33 水 1.5~1.9 玻璃 1.36 酒精 1.63 二硫化碳 1.55 岩盐 2.42 金刚石 几种介质的折射率 几种介质对空气的临界角 48.6° 水 30°~42° 玻璃 47.3° 酒精 38.1° 二硫化碳 42.9° 甘油 24.4° 金刚石 临界角 物质（液体） 临界角 物质（固体） 现象解释：水中和玻璃中的气泡，看起来特别明亮，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。 例1．如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时，下列情况不可能发生的是（　　） D D 【课堂练习】 例2.如图所示,直角三角形ABD某种透明介质的横截面,∠B=30°,P为BD上的一点。若某单色光从P垂直BD入介质,在AB恰好发生全反射,则介质对光的折射率为（ ） A.√3 B.√2 C. 2 D. 3/2 【课堂练习】 C 二、全反射的应用 (1)截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜 (2)原理：利用全反射原理 (3)特点：(玻璃的临界角为32~42°) ①当光垂直于它的任意一个界面射入后，都会在其内部发生全反射，与平面镜相比，它的反射率很高 ②反射面不必涂敷任何反光物质 (4)作用：改变光的方向，可使光的传播方向改变90°或180° 45 45 45 45 45 45 1.全反射棱镜 全反射棱镜实验： 与平面镜相比,它的反射率高,几乎可达100%。这种棱镜在光学仪器中可用来改变光的方向。 例3.空气中两条光线a和b从方框左侧入射,分别从方框下方和上方射出,其框外光线如图甲所示。方框内有两个折射率n=1.5的玻璃全反射棱镜。图乙给出了两棱镜四种放置方式的示意图,其中能产生图甲效果的是(　　) 甲 乙 B 【课堂练习】 二、全反射的应用 2.光导纤维 (1)原理：利用全反射原理 (2)构造：由折射率较高的玻璃内芯和折射率较低的外层透明介质组成，因为内芯的折射率比外套的大，所以，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 (3)优点：容量大、衰减小、抗干扰性强 全反射应用--光导纤维 光导纤维在医学上的应用--内窥镜：用来检查人体内脏的内部实际的内窥镜装有两组光纤，一组把光传送到人体内部进行照明，另一组把体内的图像传出供医生观察。 内窥镜的结构 光导纤维在医学上的应用 光导纤维在通信上的应用 光纤通信的主要优点是：容量大、衰减小、抗干扰性强． 光纤装饰照明 上现蜃景 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，再射会地面，观察者感觉这光线来自空中。 1、上现蜃景，海市蜃楼 解释： 贴近地面空气温度高，密度小，折射率小，上层