4.2 全反射 课件-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

　全反射 光学 1 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）。 光疏介质和光密介质 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。 光从光密介质射入光疏介质: （1）入射角逐渐增大，反射角和折射角都增大；折射光越来越弱，反射光却越来越强。 （2）当入射角增大到某一角度，折射光完全消失，只剩下反射光。 光从水射入空气中 光从水射入空气中 光的全反射现象 光的全反射 临界角iC :折射角等于900时的入射角 产生全反射的条件： （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 空气 介质 光从介质射入空气（真空）时，发生全反射的临界角iC 与介质的折射率 n 的关系： ---恰好发生全反射的条件？ 1.光的全反射现象 临界角：（1）水：48.80 （2）玻璃：320-420 （3） 金刚石：24.40 介质 水 玻璃 金刚石 折射率n 1.33 1.5-1.9 2.42 BC 7 光导纤维：利用全反射原理 优点：容量大、衰减小、抗干扰性强 【光传播时在光导纤维的内芯与外套的界面上发生全反射，则内芯与外套谁的折射率大？ 【2021·海南·高考真题】如图，长方体玻璃砖的横截面为矩形MNOP，MN=2NP，其折射率为 。一束单色光在纸面内以α=450的入射角从空气射向边的中点O，则该束单色光 A．在MQ边的折射角为600 B．在MN边的入射角为450 C．不能MN从边射出 D．不能NP从边射出 C ( β ( AD 10 练习：(多选)一束光在光导纤维中传播的示意图如图所示，光导纤维对该束光的折射率为n，光导纤维的长度为L，图中该束光刚好在光导纤维与空气的交界面处发生全反射.已知空气对该束光的折射率为1，光在真空中传播的速度为c，下列说法正确的是 A.光导纤维对该束光的折射率n＞1 B.光导纤维对该束光的折射率n＜1 C.该束光在光导纤维中传播的时间为 D.该束光在光导纤维中传播的时间为 √ √ 光的全反射现象 海市蜃楼：上现蜃景 海面上下层空气温度低，密度大，折射率大；上层空气温度高，密度小，折射率小，远方物体发出的光线向空中入射时不断折射弯曲，到某高度时发生全反射，再射会地面，观察者感觉这光线来自空中。 正立虚象 温度低 温度高 上现蜃景 解释： 海面下层空气温度低，密度大，折射率大，上层空气温度高，密度小，折射率小，远方物体发出的光线向空中入射时不断折射弯曲，到某高度时发生全反射，再射会地面，观察者感觉这光线来自空中。 上现蜃景，海市蜃楼 正立虚象 温度高 温度低 沙漠蜃景：下现蜃景 贴近地面空气温度高，密度小，折射率小，上层空气温度低，密度大 ，折射率大 。远方物体发出有些光线向地面入射时不断折射弯曲，到地面附近时发生全反射，再折向上射向远处空中，观察者感觉这光线来自地下。 倒立虚象 ( C E F ( 16 ( ( ( 要保证都有光射出，也就是最容易发生全反射的地方，都没发生全反射 ( 练习：如图甲所示，在平静的水面下深处有一个点光源，它发出的两种不同颜色的光，在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由两种单色光所构成的圆形复色光区域，周围为环状区域，且为光的颜色(如图乙).设光的折射率为，则下列说法正确的是 A.在水中，光的波长比光小 B.水对光的折射率比光大 C.在水中，光的传播速度比光小 D.复色光圆形区域的面积为 √ F × 19 例 (2023年湖南卷)(多选)一位潜水爱好者在水下活动时,利用激光器向岸上救援人员发射激光信号,设激光光束与水面的夹角为α,如图所示。他发现只有当α大于41°时,岸上救援人员才能收到他发出的激光光束,下列说法正确的是(　　)。 A.水的折射率为 B.水的折射率为 C.当他以α=60°向水面发射激光时,岸上救援人员接 收激光光束的方向与水面夹角小于60° D.当他以α=60°向水面发射激光时,岸上救援人员接 收激光光束的方向与水面夹角大于60° 例 (2024届广州二模)(多选)如图,光导纤维的内芯折射率为n1,外套折射率为n2,光由光导纤维的一端从空气进入内芯后,经多次全反射传播到另一端射出,则(　　)。 A.n1>n2 B.n1<n2 C.sin α≥ D.sin α≥ 例 (2024届惠州三模)如图所示,三角形ABC为三棱镜的横截面,一细束单色光从ABC的侧面AC上中点D点入射,改变入射角i,当AC侧面的折射光线与BC边平行时,恰好没有光线从AB侧面边射出棱镜,已知AC=BC=9 cm,且∠ABC=53°,sin 53°=0.8,空气中的光速c=3×108 m/s。 (1)求该棱镜对该单色光的折射率。 (2)当AC侧面的折射光线与BC边平行时,求该单色光从D点入射到第一次从棱镜中射出传播的时间。 例 (2024届江苏二模)如图所示,一透明材料块,下部是底面半径为R、高为3R的圆柱体,上部为半径为R的半球,O1为球心,O1O2为圆柱体的中心轴,在O1正下方距离R处有一个点光源S,向各个方向发光。 (1)若该材料的折射率n=,光线SA与中心轴成α角,照射 到表面A点后恰能平行中心轴出射,求α角的大小。 (2)不考虑光的反射,若要使该透明材料块表面各处均有光 线出射,该材料的折射率不能超过多大? 例 (改编)如图所示,一矩形薄玻璃砖ABCD静置在水平桌面上,一束单色光从BC边中点平行于桌面射入,入射角为53°,折射后光线到达AB边的E点。已知AB=5 cm,BC=6 cm,光在真空中的传播速度c=3.0×108 m/s,玻璃砖对该单色光的折射率为,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,求: (1)E点与A点的距离。 (2)求光从玻璃砖中最快折射出来， 该光在玻璃砖中的传播时间。 $$