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

§4.2《全反射》 新教材 人教版选择性必修第一册 课堂导入 做一做:水流导光 将塑料瓶下侧开一个小孔，瓶中灌入清水，水就从小孔流出。用激光水平射向塑料瓶小孔，观察光的传播路径。 光会如何传播？ 光为什么会沿着弯曲的水流传播？ 课堂导入 一、光密介质和光疏介质 （1）光疏介质和光密介质是相对的 （2）“疏”、“密”不是指密度 注意： 物质 折射率 水 1.33 酒精 1.36 玻璃 1.50 密度 1 g/cm3 0.97 g/cm3 2.5 g/cm3 酒精是光密介质 酒精是光疏介质 1.光密介质：折射率较大的介质。 2.光疏介质：折射率较小的介质。 水流导光 光疏介质与光密介质 现象 全反射条件 应用 光由光疏介质射入光密介质折射角小于入射角 空气 玻璃 θ1 光由光密介质射入光疏介质折射角大于入射角 折射率n1 折射率n2 思考与讨论 空气 玻璃 θ1 O 折射率n1 折射率n2 O θ2 θ2 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900时，折射角就会增大到900。如果入射角再增大，会出现什么现象？ 实验探究：观察全反射现象 实验探究：观察全反射现象 实验探究：观察全反射现象 当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射，如果入射角逐渐增大，折射光离法线越来越远，而且越来越弱，反射光却越来越强。 当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。 全反射 水 水流导光 光疏介质与光密介质 现象 全反射条件 应用 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。 二、全反射 2.全反射的条件： 水流导光 光疏介质与光密介质 现象 全反射条件 应用 二、全反射 根据折射定律 折射角小于入射角 折射光线一直存在 不能发生全反射 水流导光 光疏介质与光密介质 现象 全反射条件 应用 二、全反射 ①光从光密介质射向光疏介质 ②入射角足够大 我们把刚好发生全反射时（即折射角变为90°）的入射角称为临界角，用字母C表示。 2.全反射的条件： 3.临界角 sin900 sinC n= 水流导光 光疏介质与光密介质 现象 全反射条件 应用 N 介质 N' O 真空 θ1 θ2 由于不同介质的折射率不同，在光从介质射入空气（真空）时，发生全反射的临界角是不一样的。怎样计算光从折射率为n的某种介质射入空气（真空）发生全反射的临界角C？ 4.临界角的计算 计算时可以先考虑左图情形：光以接近900的入射角从空气射入介质，求出这时的折射角。根据光路可逆的道理，也就知道光从介质射入空气时发生全反射的临界角了。 4.临界角的计算 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 ° 不同介质的临界角 光在水流中发生了全反射！ 5.全反射的应用 1966年，33岁的华裔科学家高锟博士和George A. Hockham首先提出光纤可以用于通讯传输的设想,43年后，获得2009年诺贝尔物理学奖。由于高锟制造出世界上第一根光导纤维，被誉为“光纤通读之父”。 1.光导纤维 水流导光 光疏介质与光密介质 现象 全反射条件 应用 5.全反射的应用 1.光导纤维 内芯 外套 原理：利用全反射原理 内芯的折射率大于外套的折射率 5.全反射的应用 全反射棱镜：玻璃棱镜的截面为等腰直角三角形。 2.全反射棱镜 当光从图中所示的方向射入玻璃时，由于光的方向与玻璃面垂直，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。 5.全反射的应用 自行车尾灯 谢谢观看！ $$