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》 《选择性必修第一册》（人教版）第四章 《光》 （一）光密介质和光疏介质 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. 注意: 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。 （二）入射角与折射角的大小关系 N N' A O B 光疏介质 光密介质 i r 光从光疏介质进入光密介质 光从光密介质进入光疏介质 i N N' A O B 光疏介质 光密介质 r 入射角与折射角的那个较大？ （三）全反射 光从光密介质进入光疏介质，入射角增大，折射角也增大，谁先达到90°？若继续增大入射角？ 现象：随着入射角的逐渐增大的过程中，折射角逐渐增大 ；折射光线亮度逐渐减弱；反射角逐渐增大；反射光线亮度逐渐增强；当入射角增大到某一角度时，折射光线消失，所有光线全部反射。 （三）全反射 1.全反射定义： 光由光密介质射到光疏介质时，光线不发生折射，而全部返回到原介质中继续传播的现象。 玻璃 空气 C 此时的入射角称为——临界角 2.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； （三）全反射 3.折射率与临界角的关系：（光由介质射入真空中） 注意： (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。 全反射在生活中有哪些应用？ 全反射棱镜 光导纤维 在AB、 BC面发生两次全反射，垂直于AC面射出． 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900 A B C C B A 在AC面发生全反射，垂直于BC面射出． 1.全反射棱镜 变化1800 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。 全反射棱镜 三、全反射的应用实例—— 9.潜望镜内的全反射棱镜应当按甲图放置，还是按乙图放置？ 思考与讨论 水流导光 10.光为什么没从水中射出来？发生了什么现象？ 思考与讨论 三、全反射的应用实例—— 光导纤维 光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到几百微米之间，由内芯与外套两层组成．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射。 三、全反射的应用实例—— 把光导纤维聚集成束，使其两端纤维排列的相对位置相同，图像就可以从一端传到另一端了。 载有声音、图像以及各种数字信号的激光从光纤的一端输入，就可以传到千里以外的另一端，实现光纤通信。 光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强．虽然发展历史只有20多年的，但是发展的速度是惊人的。 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 内窥镜的结构 光导纤维在医学上的应用 1、光疏介质、光密介质 2、全反射 定义 临界角C 全反射的条件（两个） 3、全反射原理的应用实例 全反射棱镜 光导纤维 水流导光 课堂小结 【例4】光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。以下关于光导纤维的说法正确的是(　　) A．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 B．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 C．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射 D．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用 A R 从水射到空气时，当入射角大于临界角时，发生全反射，所以只能照亮水面上的一块圆面。 11.【水下的灯】水中的灯只能照亮水面上一块圆面，为什么？ 思考与讨论 12.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？这个圆锥的顶角多大？ 思考与讨论 几乎贴着水面射入水里的光线，在潜水员看来是从折射角为C的方向射来的，水面上其他方向射来的光线，折射角都小于C。 C C 12.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？这个圆锥的顶角多大？ 思考与讨论 水的折射率为1.33 所以C=48.80 则有圆锥顶角θ=2C=97.60 C C 12.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？这个圆锥的顶角多大？ 思考与讨论 $$