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

第四章　光 第2节　全反射 1 导入新课 为什么光会被“束缚”在了水柱里,没有因折射而“逃”出来呢？ ♚ 对于折射率不同的两种介质,我们把折射率较小的称为光疏介质,折射率较大的称为光密介质。例如,光由空气射入水中,空气对于水来说是光疏介质,而水对于空气来说是光密介质。 环节一：全反射 ♚ 问题: (1)能否绝对地说“某一种介质是光疏介质或是光密介质”? (2)密度大的介质一定是光密介质吗? 密度小的介质一定是光疏介质吗? (3)光在光密介质中的传播速度与在光疏介质中的传播速度的大小关系如何? (4)光由光密介质射向光疏介质时,入射角与折射角的大小关系如何? (5)光由光疏介质射向光密介质时,入射角与折射角的大小关系如何? 环节一：全反射 ♚ 解释: (1)光疏介质与光密介质是相对的。例如,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。 (2)光疏和光密是从介质的光学特性来说的,并不是从密度的大小来定义的。例如,酒精的密度比水的密度小,但酒精和水相比,酒精是光密介质。 (3)光在光密介质中的传播速度相对较小,在光疏介质中的传播速度相对较大。 (4)光由光疏介质射入光密介质,折射角小于入射角。 (5)光由光密介质射入光疏介质,折射角大于入射角。 环节一：全反射 ♚ 演示实验: 环节一：全反射 ♚ 问题: (1)入射角θ1增大时,折射角θ2如何变化? (2)当入射角θ1变大时,反射光线和折射光线的亮度如何变化? (3)折射角θ2接近90°的时候,θ1会怎样? (4)如果进一步增大θ1,折射光线会出现什么变化? 随入射角的增大,折射角也跟着增大,反射光的亮度增强,而折射光的亮度减弱。当入射角增大到某一角度时,折射角恰好达到90°,折射光恰好消失。这种情况下,继续增大入射角,也只剩下反射光线。 环节一：全反射 ♚ 全反射的原理: 环节一：全反射 ♚ “全反射”及“临界角”的定义。 (1)全反射:当光从光密介质射入光疏介质时,入射角逐渐增大到某一角度,光线全部被反射回原光密介质的现象。 (2)临界角:当光从光密介质射入光疏介质时,折射角等于90°角时的入射角叫作临界角,用C表示。 环节一：全反射 ♚ 当光从光疏介质射向光密介质时,会发生全反射现象吗? 光从光疏介质射向光密介质时,不会发生全反射现象。 发生全反射的条件是什么呢? 光在界面处发生全反射的条件有两个:一是光由光密介质射入光疏介质;二是入射角等于或大于临界角。 环节一：全反射 ♚ 当光由介质射向真空时,介质的折射率与临界角之间有什么关系呢? 环节一：全反射 ♚ 部分介质的临界角： 环节一：全反射 ♚ 出现这种现象的原因是什么呢? 这个圆锥的顶角是多大呢? 环节二:全反射的应用 ♚ 如图所示,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。因此,潜水员会认为水面以上所有的景物都出现在顶角为2C的圆锥里。 环节二:全反射的应用 由公式sinC=,水的折射率n=1.33,可求得临界角C=48.8°。设圆锥的顶角为α,则有α=2C=97.6°,即圆锥的顶角为97.6°。 ♚ 环节二:全反射的应用 全反射棱镜 双筒望远镜中的全反射棱镜 自行车尾部反光板 ♚ 光导纤维 环节二:全反射的应用 ♚ 光在哪个界面处发生了全反射? 若光导纤维的折射率为n,在端面上入射光满足什么条件,才能使光在光导纤维中不断发生全反射,从一端传到另一端? 环节二:全反射的应用 ♚ 环节二:全反射的应用 ♚ 通过本节课的学习,同学们学习了全反射的相关知识。请谈谈你在这节课中有什么收获。 环节三:课堂小结 ♚ 课堂练习 1.光在某种介质中传播,介质的折射率为2,若要使光从此介质射向真空时发生全反射,则入射角不可能的值是 (　　) A.15° B.30° C.45° D.60° A ♚ 课堂练习 2.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中正确的是(　　) A A.内芯的折射率比外套的折射率大,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折射率小,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折射率小,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折射率相同,外套的材料有韧性,可以起保护作用 ♚ 课堂练习 3.一束光遇到空气和玻璃(折射率为n＝)的界面,下列说法中正确的是 (　　) A.当光由空气射向玻璃时,入射角等于或大于45°时,会发生全反射现象 B.当光由空气射向玻璃时,无论入射角多大,都不会发生全反射现象,且折射角不会超过45° C.当光从玻璃射向空气时,一定会发生全反射 D.当光从玻璃射向空气时,入射角大于45°时,折射角会大于90°,因此入射角大于45°是不允许的 B ♚ 课堂练习 4.如图所示是一个用折射率为n=2.4的透明介质做成的四棱柱的横截面，其中∠A=∠C=90°,∠B=60°。现有一条光线从图示的位置垂直入射到棱镜的AB面上，请画出光路图，并确定射出的光线。(注意：每个面的反射光线和折射光线都不能忽略) ♚ 谢谢观看 Thank you $