4.2 全反射 课件-2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第2节 全反射 第十三章 光 思考与讨论 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。 1.什么是折射率？ 真空 介质 2.光从一种介质进入另一种介质时,入射角与折射角的大小关 系，与两种介质的折射率有什么关系？ 介质1 介质2 当光从折射率小的介质斜射入折射率大的介质时, 入射角大于折射角; 当光从折射率大的介质斜射入折射率小的介质时, 入射角小于折射角。 一、全反射 1.光疏介质和光密介质 光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角。 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。 光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角。 光疏介质: 折射率较小的介质 光密介质: 折射率较大的介质 光疏介质与光密介质与介质的密度无关。 光疏介质与光密介质是相对的。 通过比较折射率或光在其中的传播速度来区分光疏介质和光密介质。 现象 注意 思考：当光从光密介质射入光疏介质，折射角大于入射角，当入射角从00增大到900会发生 什么现象？ 介质1 介质2 一、全反射 一、全反射 2.全反射： 3.临界角C： 光从光密介质射入光疏介质时，入射角增大到某一角度，折射光线完全消失,只剩下反射光线的现象。 当光从光密介质射入光疏介质时，折射角等于900时的入射角叫做临界角。 4.条件： 光从光密介质进入光疏介质； 入射角等于或大于临界角。 光从介质射入空气时 光从折射率为n1的介质射入折射率为n2的介质（n1>n2） 一、全反射 例1.在水中的鱼看来，水面上和岸上的所有景物，都出现在顶角约为97.6°的倒立圆锥 里，为什么？（水的折射率为1.33） 一、全反射 例2.在天宫课堂第二课“光学水球”实验中，王亚平老师在水球中注入少量气体，在水球 内会形成一个气泡。在另一侧，我们可以观察到王老师一正一反两个像，如图（甲） 所示。这是因为有一部分光线会进入水球中的气泡，形成了正立的人像，而另一部分 无法进入气泡的光线，形成了倒立的人像。为了方便研究，我们简化为如图（乙）所 示。已知：水球半径为R1，气泡半径为R2，两球为同心球，有两束平行光射入水球， 其中a光沿半径方向射入，b光恰好在气泡表面发生全反射，水的折射率为n。求：ab 两束平行光之间的距离x为多少？ 光疏介质：两种介质中折射率较小的介质叫做光疏介质。 N N' A O B N N' A O B 空气 空气 水 酒精 自主学习1.光疏介质和光密介质： 光密介质：两种介质中折射率较大的介质叫做光密介质。 N N' A O B 空气 n=1 水 n=1.33 N N' A O B 水 n=1.33 酒精 n=1.36 自主学习1.光疏介质和光密介质： 相对性 光疏介质：两种介质中折射率较小的介质叫做光疏介质。 光密介质：两种介质中折射率较大的介质叫做光密介质。 N N' A O B n1 n2 i r N N' A O B n1 n2 i r 光疏介质 光密介质 光密介质 光疏介质 生活当中全反射现象 【评价一：】 1. (全反射的条件)(多选)关于全反射，下列说法中正确的是(　　) A．发生全反射时，仍有折射光线，只是折射光线非常弱，因此可以认为不存 在折射光线而只有反射光线 B．光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，不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 界面处发生了全反射 2. (临界角)光在某种介质中传播时的速度为1.5×108 m/s，那么，光从此种介质 射向空气并发生全反射的临界角应为(　　) A．60° B．45° C．30° D．75° 3. 为了表演“隐形的大头针”节目，某同学在半径为r的圆形软木片中间垂直插 入一枚大头针，并将其放入盛有水的碗中，如图所示。已知水的折射率n为 ， 为了保证表演成功即在水面上看不到大头针，画出光路图并计算大头针末端离 水面的最大距离h。 全反射应用： 1.全反射棱镜： （截面为等腰直角三角形的棱镜） 全反射棱镜 一般的平面镜都是在玻璃的后面镀银， 但是银面容易脱落．因此对于精密的光学仪器，如照相机、望远镜、显微镜等，就需要用全反射棱镜代替平面镜。与平面镜相比,它的反射率高,几乎可达100% （1）内容：截面为 的棱镜叫做全反射棱镜，其作用是 改变光的传播 。 （2）优点： （3）应用： 1、全反射棱镜： （截面为等腰直角三角形的棱镜） 2、光导纤维： 1. (全反射的应用)如图所示，自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理。它虽然本身不 发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光 被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车。下面说法中正确的是(　　) A．汽车灯光应从左面射过来在尾灯的左表面发生全反射 B．汽车灯光应从左面射过来在尾灯的右表面发生全反射 C．汽车灯光应从右面射过来在尾灯的左表面发生全反射 D．汽车灯光应从右面射过来在尾灯的右表面发生全反射 【评价二：】 2. (多选)如图所示，ABCD是两面平行的透明玻璃砖，AB面和CD面是玻璃和空气的 界面，分别设为界面Ⅰ和界面Ⅱ。光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射 出，回到空气中，如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则(　　) A．只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象 B．只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象 C．不管入射角多大，光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象 D．不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象 3. (全反射棱镜的计算)为测量一块等腰直角三棱镜△ABC的折射率，用一束光沿 平行于BC边的方向射向AB边，如图所示。光束进入棱镜后射到AC边时，刚好 能发生全反射。该棱镜的折射率为(　　) A. B. C. D. 4. 如图所示，AB为有机玻璃棒，A、B之间距离为L，使一光脉冲信号从有机 玻璃棒中间入射，射入后在有机玻璃棒与空气的界面上恰好发生全反射， 有机玻璃棒的折射率为n，求由A点传输到B点所用时间为t。(已知光在真 空中的传播速度为c) 本节小结： 小组探究性作业： 1. 自己设计本节课知识点思维导图 2. 自行设计实验利用全反射现象判断水和玻璃、水和食用油 谁是光密介质和光疏介质 3. 利用仿真模拟实验室电子科学计算器通过全反射现象验证 不同介质折射率和临界角关系（正弦倒数为余割cscθ） $$