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

该高中物理课件聚焦全反射现象，涵盖光密介质与光疏介质、临界角、全反射条件及应用等核心知识点。通过“熏黑铁球浸没水中变亮”实验导入，以生活现象为支架，引导学生从光的折射过渡到全反射学习。 其亮点在于以科学探究为导向，通过“思考与讨论”（如辨析光密介质相对性）培养科学思维，结合水中气泡、潜水员视角等实例及光导纤维应用深化物理观念，例题与检测强化知识运用，课题小结系统梳理，助力学生构建知识体系，也为教师提供清晰教学脉络。

第四章 光 第2节 全反射 作者编号：43002 作者编号：43002 光亮的铁球,在阳光下很刺眼,将光亮铁球夹在试管夹上,放在点燃蜡烛的内焰上进行熏黑,再将熏黑的铁球浸没在盛有清水的烧杯中,奇怪的现象发生了,放在水中的铁球变得比在阳光下更亮。是水泡掉了铁球上黑色物吗？ 当把试管夹从水中取出时，发现熏黑的铁球依然如故，再将其放入水中时，出现的现象和前述一样，让我们带着这个疑问开始学习新的知识——全反射现象。 新知导入 新知导入 作者编号：43002 作者编号：43002 1. 知道光密介质和光疏介质的概念，认识光的全反射现象。 2. 知道全反射棱镜及其应用。 3. 初步了解光导纤维原理及光纤技术对社会经济生活的重大影响。 学习目标 学习目标 作者编号：43002 作者编号：43002 光进入不同介质时的角度大小关系： 光从光疏介质进入光密介质 光从光密介质进入光疏介质 一、全反射 1.光密介质与光疏介质 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 思考1:光密介质相对光疏介质来说,密度是不是一定大?为什么? 不一定。光疏介质和光密介质是从介质的光学特性来说的,并不表示它的密度大小。 思考2:二硫化碳(n=1.63)一定是光密介质,而水(n=1.33)一定是光疏介质,这种说法对吗?为什么? 不对。二硫化碳的折射率尽管很大,但相对金刚石(n=2.42)仍是光疏介质;水的折射率尽管很小,但相对空气(n≈1)仍是光密介质。 思考3:光在光密介质和光疏介质中传播时,怎样比较传播速度? 通过v=比较,介质的折射率越大,光在其中传播的速度越小。 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 光疏介质与光密介质特点： ①光疏介质与光密介质是相对的。 ②光由光疏介质斜射入光密介质时，折射角小于入射角； 光由光密介质斜射入光疏介质，折射角大于入射角。 ③光在光疏介质中的传播速度大于在光密介质中的传播速度。 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 2.临界角： 折射角等于90°时的入射角叫做临界角，用符号C 表示． 光从折射率为n的某种介质射到空气(或真空)时的临界角C 就是折射角等于90°时的入射角，根据折射定律可得： 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 思考4：介质临界角的大小反映介质的哪方面性质? 解答：介质临界角的大小反映介质对光线的折射本领。临界角越大,介质对光线的折射作用越弱,越不容易发生全反射;反之,临界角越小,介质对光线的折射作用越强,越容易发生全反射。 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 （1）水中或玻璃中的气泡，看起来特别明亮，就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的缘故。 从水射到空气时，由密到疏，发生全反射 3.生活中的全反射现象 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 （2）【水下的灯】水中的灯只能照亮水面上一块圆面，为什么？ 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。 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 （3）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？ 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 （3）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？ 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 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 （3）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？ 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 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 1. 全反射棱镜 （1）全反射棱镜 截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜,当光线垂直任意一个表面射入时,在棱镜内部都能发生全反射,所以这样的棱镜叫全反射棱镜。 全反射棱镜的反射率大于平面镜的反射率。 三、全反射的应用 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 缩短镜筒的长度 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。 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 提高反射率 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% 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 2、光导纤维 (1)光导纤维的工作原理:光在玻璃纤维内发生全反射,光沿锯齿路线传播。 (2)光导纤维传输信息的优点:容量大、衰减小、抗干扰性强。 应用：精密昂贵的光学仪器中，比方说显微镜，单反相机，潜望镜，望远镜…… 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 水流导光：光在水的内表面发生多次全反射 3.水流导光 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 例题：如图所示，MN是空气与某种液体的分界面，一束红光由空气射到分界面，一部分光被折射，一部分光进入液体中。当入射角是450时，折射角为300，求： （1）该液体对红光的折射率n； （2）该液体对红光的全反射临界角C。 新知探究 新知探究 作者编号：43002 作者编号：43002 1.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 当堂检测 当堂检测 作者编号：43002 作者编号：43002 2. 关于光纤的说法，正确的是(　　) A．光纤是由高级金属制成的，所以它比普通电线容量大 B．光纤是非常细的特制玻璃丝，但导电性能特别好，所以它比普通电线衰减小 C．光纤是非常细的特制玻璃丝，有内芯和外套两层组成，光纤是利用全反射原理来实现光的传导的 D．在实际应用中，光纤必须呈笔直状态，因为弯曲的光纤是不能导光的 C 当堂检测 当堂检测 作者编号：43002 作者编号：43002 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 课堂小结 作者编号：43002 作者编号：43002 特别提醒：公式sinC＝eq \f(1,n)只适用于光由介质射向真空(或空气)时临界角的计算，即C为介质对真空(或空气)的临界角． 【答案】（1） ；（2）45° 【解析】（1）该液体对红光的折射率为 （2）由临界角公式 得 则C=45° $