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 选择性必修第一册&第四章 光 授课教师：杨孝波 水中的气泡和叶子上的露珠看起来特别明亮；炎热夏天，柏油路面有时看起来特别明亮,像水洗过的一样。这又是为什么呢？ 课堂引入 内容回顾： 1、折射定律：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。 n12与入射角、折射角大小无关，只与两种介质的性质有关 2、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。 或 知识回顾 3 思考与讨论： 1、光从真空射向介质时，入射角和折射角谁大？反之，光从介质射向真空，二者谁大？ 2、参考下表，根据刚才的讨论，如果光从玻璃射向金刚石，入射角和折射角谁大？如果光从金刚石射向玻璃，入射角和折射角谁大？ 介质 水 玻璃 金刚石 折射率n 1.33 1.5~1.9 n＝2.42 知识回顾 4 1.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）。 2.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）。 特别提醒： 光疏和光密是从介质的光学特性来说的,并不是它的密度大小。如,酒精的密度比水小,但酒精和水相比,酒精是光密介质。 阅读课本，总结什么是光密介质，什么是光疏介质？ 一、全反射—光密介质和光疏介质 3.光疏介质与光密介质是相对的 任何两种透明介质都可以通过比较光在其中传播速度的大小或折射率的大小来判断谁是光疏介质或光密介质。如，水、水晶和金刚石三种物质相比较，水晶对水来说是光密介质，对金刚石来说则是光疏介质。 一、全反射—光密介质和光疏介质 4.光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的小（n=）。 5.折射角与入射角：光由光疏介质射入光密介质，折射角小于入射角。光由光密介质射入光疏介质，折射角大于入射角。 O 空气 水 光疏介质 光密介质 思考：光由光密介质进入光疏介质时，如果入射角不断增大，使折射角增大到90º 时，会出现什么现象？ O 光疏介质 光密介质 空气 水 一、全反射—光密介质和光疏介质 总结：光疏介质中，夹角更大 一、全反射—现象 （1）折射角逐渐 ； （2）折射光线亮度逐渐 ； （3）反射角逐渐 ； （4）反射光线亮度逐渐 ； （5）当入射角增大到某一角度时，折射光线 ，所有光线全部反射。 当光从玻璃射向空气，随着入射角的逐渐增大的过程中： 增大 减弱 增大 增强 消失 实验现象： 一、全反射—现象 9 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900角时的入射角叫做临界角。用C表示。 玻璃 空气 一、全反射—定义 3.发生全反射的条件： （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； 思考：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）发生全反射时的临界角 C ？ 计算时可以先考虑图的情形——光以接近 90°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。 一、全反射—拓展 临界角C的大小由折射率可得： 临界角的正弦值： 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 一、全反射—拓展 总结：折射率越大，临界角越小 一、全反射—总结 【例题】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？ 一、全反射—例题 14 1.全反射棱镜：玻璃棱镜的截面为等腰直角三角形，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。 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。 二、全反射棱镜 当光线由AB面垂直入射时： 横截面是等腰直角三角形的棱镜 当光线由AC面垂直入射时： 变化90 ° 变化180 ° A B C C B A 在AC面发生全反射，垂直由BC面出射． 在AB、 BC面发生两