4.2全反射 课件-2023-2024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2节 全反射 知识回顾 一、折射定律的内容是什么？ 折射光线与入射光线、法线在同一平面内；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，即 二、折射率的定义？如何计算介质的折射率？ 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，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率。 定义式： （真空进入介质）（n>1） 决定式： 折射率反映了介质对光的偏折作用 【思考】对比下列光路图，你能发现什么？ 光由折射率较小的介质射入折射率较大的介质，折射角小于入射角 光由折射率较大的介质射入折射率较小的介质，折射角大于入射角 光密介质 光疏介质 【想一想】光在折射时，在哪种介质中会更远离法线？ “疏远近密” 一、两个感念 光疏介质：折射率较小的介质（光在光疏介质中传播速度相对较大）。 光密介质：折射率较大的介质（光在光密介质中传播速度相对较小）。 注 意： 1. 光疏介质与光密介质是相对的. 2. 光疏和光密是从介质的光学特性来说的,不是指密度的大小。 3. 光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的传播速度小。 4. 折射时，在光疏介质中会更远离法线，在光密介质中会更靠近法线【疏远近密】 （光疏介质中的角大于光密介质中的角） 上饶中学物理组陈满书 【思考】光由光密介质进人光疏介质时，折射角大于入射角。若增大入射角，折射角也增大，谁先达到90°？若继续增大入射角，会发生什么现象？ 【实验现象】光由光密介质进人光疏介质，在入射角逐渐增大过程中： 1. 反射角逐渐增大，折射角逐渐增大； 2. 反射光线亮度逐渐增强，折射光线亮度逐渐减弱； 3. 当入射角增大到某一角度时，折射光线消失，所有光线全部反射。 临界角 全反射 二、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，使折射角为90°，即折射光线消失，光线全部被反射回原光密介质的现象。 2. 临界角：折射角等于90°时的入射角叫做临界角，用表示。 【思考】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 ？ C n越大，临界角越小，越容易发生全发射 3. 发生全反射的条件： ① 光从光密介质进入光疏介质； ② 入射角等于或大于临界角。 光疏介质 光密介质 原因：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. 为什么液体中的气泡看起来特别明亮？ 学以致用 【思考】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？ 提示：潜水员看到的实际是景物的虚线，该像在进入人眼的光线的反向延迟线上。 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，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。 由 ，水的折射率n=1.33 得C=48.8 °, 则有圆锥顶角θ=2C=97.6 ° 三、全反射棱镜 横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。 全反射棱镜作用：改变光的方向，可使光的传播方向改变90°或180° 当光沿与界面垂直方向射入玻璃时，光线不发生偏折。但在玻璃内部，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。 光没有垂直射入玻璃时 全反射棱镜的应用：与平面镜相比，全反射棱镜的反射率高，几乎可达100%。这种棱镜在光学仪器中常用来代替平面镜来改变光的方向，应用十分广泛。 四、光导纤维 光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到几百微米之间，由内芯与外套两层组成，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。通过一系列的全反射，光就沿着弯弯曲曲的光纤从一端传到另一端。 把许多（上万根）光导纤维合成一束，并使其两端纤维排列的相对位置相同，图像就可以从一段传到另一端了． 原理 构造 ① 医学上将其制成内窥镜，用来检查人体内脏的内部。 光导纤维的应用： ② 光纤通信，优点是容量大、衰减小、抗干扰性强、保密性强、传输速率高。 1．关于全反射，下列说法中正确的是（　AD　） A．发生全反射时，折射光线完全消失，只剩下反射光线 B．光线从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射现象 C．光从光疏介质射向光密介质时，也可能发生全反射现象 D．水或玻璃中的气泡看起来特别亮，就是因为光从水或玻璃射向气泡时，在界面发生了全反射 2．如图所示，一束可见光以入射角θ从玻璃砖射向空气，经折射后分为a、b两束单色光。a、b两束光相比，下列说法正确