4.2 全反射 课件-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

该高中物理课件围绕“全反射”展开，涵盖光密与光疏介质的相对性、全反射的定义、临界角及条件，结合全反射棱镜和光导纤维等应用。课堂导入以“夏日‘淋湿’的马路”生活现象引发兴趣，通过光的折射规律设问过渡，搭建从基础概念到现象本质的学习支架。 其亮点在于融合生活实例与科技应用，如用全反射棱镜缩短望远镜镜筒、光导纤维制成内窥镜，通过模型建构帮助学生形成物理观念。设计分层练习（选择、计算）促进科学推理，小结系统梳理条件与公式强化知识结构化。学生能联系实际深化理解，教师可依托清晰逻辑提升教学效率。

第二节 全反射 一、光密和光疏介质： 1、不同介质的折射率不同，我们把折射率较小的介质称为光疏介质，折射率较大的介质称为光密介质．． θ1 θ3 N N' A O B θ1 θ2 空气 N N' A O B 介质 1 空气 介质2 介质1相对介质2是光疏介质 介质1与介质2相对空气都是光密介质 θ2 θ3 ＞ n１ ＜ n2 2、光疏介质和光密介质是相对的，但与密度无关 ． θ1 θ2 介质 N N' A O B 空气 θ1 θ2 介质 N N' A O B 空气 既然光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，由此可以预料，当入射角增大到一定程度时，折射角就会增大到90°会发生什么情况？ 3.光从光疏介质射入光密介质时，入射角大于折射角 光从光密介质射入光疏介质时，入射角小于折射角 二、全反射 1、定义：光由光密介质射入光疏介质时，同时发生反射和折射，折射角大于入射角，随着入射角的增大，反射光线越来越强，折射光线越来越弱，当折射角增大到90°时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射． 2、临界角：在研究全反射现象中，刚好发生全反射的，即折射角等于90°时的入射角是一个很重要的物理量，叫做临界角．临界角用C 表示 3、临界角与折射率的关系: (1)定量关系:光由某种介质射入空气(或真空)时, (2)定性关系:介质的折射率越大,发生全反射的临界角越小,越容易发生全反射。 5、常见物质的折射率和临界角： 水 玻璃 金刚石 折射率 1.33 1.5-1.9 2.42 临界角 48.80 320-420 24.40 4、全反射的条件 （1）光线从光密介质到光疏介质 （2）入射角大于等于临界角 夏日“淋湿”的马路 6、全反射的应用 (1).全反射棱镜: 形状:截面为等腰直角三角形的棱镜。 光学特性: ①当光垂直于截面的直角边射入棱镜时,光在截面的斜边上发生全反射,光射出棱镜时,传播方向改变了900。 ②当光垂直于截面的斜边射入棱镜时,在两个直角边上 各发生一次全反射,使光的传播方向改变了1800。 全反射现象的应用 全反射棱镜 在光学仪器里，常用全反射棱镜来代替平面镜，改变光的传播方向．望远镜为了提高倍数，镜筒要很长，通过使用全反射棱镜能够缩短镜筒的长度． 全反射棱镜典型应用 望远镜 潜望镜 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． 把光导纤维聚集成束，使其两端纤维排列的相对位置相同，图像就可以从一段传到另一端了． （2）光导纤维 ①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 ②光导纤维的用途很大，通过它可以实现光纤通信． 光纤 光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强．虽然光纤通信的发展历史只有20多年的，但是发展的速度是惊人的． 练习1.(多）一束光从空气射向折射率为n= √2 的某种玻璃的表面，如图所示，i代表入射角，则( ) A.当i＞45°时会发生全反射现象 B.无论入射角是多大，折射角都不会超过45° C.欲使折射角θ=30应以i=45°的角度入射 D.当入射角i=arctan √2 时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直 BCD 练习2、 光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是（   ）． 　A．光从玻璃射到分界面上，入射角足够小 　B．光从玻璃射到分界面上，入射角足够大 　C．光从空气射到分界面上，入射角足够小 　D．光从空气射到分界面上，入射角足够大 B 练习3、 如图所示，一条光线垂直射到一个等腰直角三棱镜的AB面，若要求光线在AC面上发生全反射，该棱镜材料的折射率至少应为多少？ 小结： 1.对光疏介质和光密介质是相对的，与密度无关。 2、全反射的条件。 ①光由光密介质射向光疏介质。 ②入射角大于或等于临界角。 补充、折射时的色散 (1)、白光经过棱镜发生色散 (2)、紫光偏折程度最大，红光偏折程度最小 (3)、出射光与入射光相比, 明显向棱镜的底边偏折. 1、现象 2、色散的产生的原因 红光速度最大、折射率最小、偏折角也最小； 紫光速度最小、折射率最大、偏折角也最大； (1)白光是由各种单色光组成的复色光 (2)各种色光在同一介质中的速度不同所以棱镜对各种色光折射率不同 （1）各色光在真空中的传播速度相同，但波长和频率都不同。 （2）光的颜色由频率来决定。红光频率最低，紫光频率最高；在不同的介质中，光的频率不变。 （3）不同色光在同一介质中，频率高的光折射率大，光速小，波长短。 3、色光规律归纳： （4）不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时,频率越高的光的临界角越小,越易发生全反射。 各种色光的情况统计表：(同一介质) 光的颜色： 红 橙 黄 绿 青 蓝 紫 偏向角： 折射率： 在介质中的光速： 由 小 到 大 由 小 到 大 由 大 到 小 在介质中的波长： 由 大 到 小 $