第二节 光的全反射现象的应用（课件）-【中职专用】高中物理同步精品课堂（高教版机械建筑类）

主题九 光现象及其应用 第二节 光的全反射现象的应用 【问题引入】 夏天海面上和沙漠中都可能出现海市蜃楼，这是什么物理现象?2018年7月，台风“安比”登陆山东，两座写字楼隐约惊现高空云层中，场面壮观，引发不少市民驻足观望，经专家释疑这是海市蜃楼奇观。我国山东蓬莱海面上常出现这种幻景，古人归因于蛟龙之属的蜃，吐气而成楼台城郭，因而得名。那么，这些现象是怎么产生的呢?分析海市蜃楼形成的原因。 一、全反射棱镜 (1)光学特性：横截面是等腰直角三角形的棱镜即全反射棱镜，它在光学仪器里常用来代替平面镜，改变光的传播方向．它的光学特征见下表，几乎没有能量损失，反射面不必涂敷任何反光物质，反射失真小，克服了平面镜成多个像的缺点，其效率和清晰度都优于平面镜. 一、全反射棱镜 如果把光导纤维聚集成束，使纤维在两端排列的相对位置一样，图像就可以从一端传到另一端。医学上用这种光纤制成内窥镜,用来检查人体胃、肠、气管等脏器的内部。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。 光也可以像无线电波那样，作为载体来传递信息。载有声音、图像以及各种数字信号的激光从光纤的一端输人，就可以传到千里以外的另一端，实现光纤通信。 答案：　AC 入射方式 项目　　　　 方式一 方式二 方式三 光路图 入射面 AB AC AB 全反射面 AC AB、BC AC 光线方向改变角度 90° 180° 0°(发生侧移) 二、光导纤维 (1)光导纤维：人们设计出用光密介质制成用来传导光信号的纤维状的装置． (2)原理：利用了全反射的原理．光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝，直径只有1～100 μm，由内芯和外套两层组成(如图所示)，内芯折射率比外套大，光在内芯中传播时，在内芯与外套的界面发生全反射，有效减小了光的能量损失，极大提高了传播的质量，实现了远距离传送．因此，光信号能携带着数码信息、电视图像、声音等沿着光纤传播到很远的地方，实现光纤通信． 例1.瑞典皇家科学院2009年10月6日宣布，将2009年诺贝尔物理学奖授予英籍华裔科学家高锟以及美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯．原因是高锟在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”取得了突破性的成就，光纤在医学、通信、互联网等方面有了广泛的应用：胃镜、喉镜等内窥镜都是光导纤维在医学上的应用，可以将胃、喉、心脏等放大后清晰地显示于电视屏幕上，有利于医生观察图像．如图所示，一条长度为L的内窥镜用折射率n＝eq \r(2)的材料制成．一细束激光由其左端的中心点以θ＝45°的入射角射入内窥镜内，经过一系列全反射后从右端射出．下列判断正确的有(　　) A．该激光在内窥镜中的速度为eq \f(3\r(2),2)×108 m/s B．该激光在内窥镜中的速度为3×108 m/s C．该激光在内窥镜中传输经历的时间为eq \f(2\r(6)L,9)×10－8 s D．该激光在内窥镜中传输经历的时间为eq \f(2L,3)×10－8 s 解析：　　由n＝eq \f(c,v)可得v＝eq \f(3\r(2),2)×108 m/s，所以A正确，B错误；由n＝eq \f(sin θ,sin r)可得光线从左端面射入后的折射角为30°，射到侧面时的入射角为60°，大于临界角45°，因此发生全反射．同理，光线每次在侧面都将发生全反射，直到光线到达右端面．由三角函数关系可以求出光线在光纤中通过的总路程s＝eq \f(2L,\r(3))，因此该激光在光导纤维中传输所经历的时间t＝eq \f(s,v)＝eq \f(2\r(6)L,9)×10－8 s，C正确，D错误． $$