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 王语杨 2024.7.5 全反射棱镜 光导纤维 全反射 光疏介质和光密介质 目录 CONTENTS 1 2 4 3 一、光的折射1.光的折射(1)折射现象:光从第1种介质射到该介质与第2种介质的分界面时,一部分光进入第2种介质的现象。(2)折射定律:折射光线与入射光线、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 (3)在光的折射现象中,光路是可逆的。二、折射率1.定义: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,叫作这种介质的绝对折射率,简称折射率, 2.折射率与光速的关系某种介质的折射率,等于光在真空中的传播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比。 知识回顾: 3 思考:为什么水滴晶莹剔透呢? 4 一、光疏介质和光密介质 1.光疏介质:两种介质中折射率较小的介质叫做光疏介质. 2.光密介质:两种介质中折射率较大的介质叫做光密介质. 介质 水 玻璃 金刚石 折射率n 1.33 1.5~1.9 n=2.42 5 3.注意: (1)“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。 (2) 光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的小。 (3)光疏介质中的角大 n1 n2 思考与讨论: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90 时,折射角就会增大到90 。如果入射角再增大,会出现什么现象? n1 n2 观察全反射现象 (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。 观察实验现象后回答,随着入射角的逐渐增大的过程中: 增大 减弱 增大 增强 消失 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,光线全部被反射回原光密介质的现象。 这时的入射角叫临界角,一般用字母C 表示。 2.临界角(C):折射角等于90 时的入射角 9 3.发生全反射的条件:①光从光密介质射入光疏介质 ②入射角大于或等于临界角 4.折射率与临界角的关系:(光由介质射入真空中) (1)只有光从介质射入真空(空气)的交界面时,才能这样求临界角。 (2)n越大,临界角越小,也就越容易发生全发射。 ︶ C 空气 介质 O 5.注意: 10 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? 练一练: 三、全反射棱镜 1.全反射棱镜:截面是等腰直角三角形 2.优点: (1)反射率高,几乎可达100%; (2)因反射面不必涂敷任何反射物质,故反射时失真小。 13 3.应用:精密光学仪器中,如显微镜、单反相机、望远镜…… 四、光导纤维 1.光导纤维: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 2.优点: 容量大、衰减小、抗干扰性强 15 光导纤维的用途很大,医学上将其制成内窥镜,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 3.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 小结: 19 感谢倾听 20 $$