全反射（自己制作完美版）ppt课件

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1、13.2 13.2 全反射全反射13.2 全反射 思考题：思考题：如图所示，求此介质的如图所示，求此介质的折射率和这种介质中的光速。折射率和这种介质中的光速。300450介质介质 思考题：如图所示，求此介质的折射率和这种介看书并思考看书并思考:根据什么来判断介质是光密根据什么来判断介质是光密介质介质,还是光疏介质还是光疏介质?看书并思考:一一.光疏介质和光密介质光疏介质和光密介质 1)1)、光疏介质光疏介质:两种媒质中折射率较小的介两种媒质中折射率较小的介 质叫做光疏介质质叫做光疏介质.2)2)、光密介质光密介质:两种媒质中折射率较大的介两种媒质中折射率较大的介 质叫做光密介质质叫做光密介质.

2、思考思考:n水水1.33 n玻璃玻璃1.51.9 n金刚石金刚石2.42 比较水和玻璃比较水和玻璃,判断谁是光密介质判断谁是光密介质?比较玻璃和比较玻璃和金刚石金刚石,谁是光密介质谁是光密介质?一.光疏介质和光密介质 思考:n水对光疏介光疏介质和光密介和光密介质的理解的理解a光疏介光疏介质和光密介和光密介质是相是相对而言的，并而言的，并没有没有绝对的意的意义。例如：水晶。例如：水晶(n1.55)对玻璃玻璃(n1.5)是光密介是光密介质，而，而对金金刚石石来来说(n2.427)，就是光疏介，就是光疏介质。同一种。同一种介介质到底是光疏介到底是光疏介质还是光密介是光密介质，是不，是不确定的。确定的

3、。对光疏介质和光密介质的理解b光疏和光密，是从介光疏和光密，是从介质的光学特性来的光学特性来说的，的，并不是它的密度大小。例如，酒精的密度比水并不是它的密度大小。例如，酒精的密度比水小，但酒精和水相比酒精是光密介小，但酒精和水相比酒精是光密介质。c光疏介光疏介质和光密介和光密介质的比的比较 折射率折射率光的速度光的速度光疏介光疏介质光密介光密介质大大小小小小大大b光疏和光密，是从介质的光学特性来说的，并不是它的密度大小【例例1】下列下列说法正确的是法正确的是()A因因为水的密度大于酒精的密度，所以水是水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介光密介质B因因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水的折射

4、率小于酒精的折射率，所以水水对酒精来酒精来说是光疏介是光疏介质C同一束光，在光密介同一束光，在光密介质中的中的传播速度播速度较大大D同一束光，在光密介同一束光，在光密介质中的中的传播速度播速度较小小BD【例1】下列说法正确的是()BD 当光从折射率为当光从折射率为n n的介质斜射入空的介质斜射入空气时，比较入射角和折射角的大小。气时，比较入射角和折射角的大小。当光从折射率为n的介质斜射入空气时，比较入射角 光从光疏介质射入光密介质时，入光从光疏介质射入光密介质时，入射角射角_折射角折射角 光从光密介质射入光疏介质时，入光从光密介质射入光疏介质时，入射角射角_折射角折射角空气空气玻璃玻璃 随着入

5、射角的增大会发生什么现象随着入射角的增大会发生什么现象?光从光疏介质射入光密介质时，入射角_全反射（自己制作完美版）ppt课件全反射（自己制作完美版）ppt课件 二、二、全反射全反射 1 1、全反射现象：当光从、全反射现象：当光从光密介质进入光密介质进入光疏介质光疏介质时，折射角大于入射角。当入射时，折射角大于入射角。当入射角增大到某一角度时角增大到某一角度时,折射角等于折射角等于90900 0，此，此时，折射光完全消失入射光全部反回原来时，折射光完全消失入射光全部反回原来的介质中，这种现象叫做的介质中，这种现象叫做全反射全反射。二、全反射2、对全反射的理解全反射的理解a全反射是光的折射的特殊

6、全反射是光的折射的特殊现象，全反射象，全反射现象象还可以从能量可以从能量变化角度加以理解。当光化角度加以理解。当光线从光密介从光密介质射入光疏介射入光疏介质，在入射角逐，在入射角逐渐增大的增大的过程中，反射光的能量逐程中，反射光的能量逐渐增增强强，折射光的能量逐折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于减弱，当入射角等于临界角界角时，折射光的能量已，折射光的能量已经减弱减弱为零，零，发生了全反射。生了全反射。2、对全反射的理解b发生全反射的条件生全反射的条件 （1）光光线从光密介从光密介质射向光疏介射向光疏介质；（2）入射角大于或等于）入射角大于或等于临界角。界角。c全反射遵循的全反射遵循的规律律 光

7、由光密介光由光密介质进入光疏介入光疏介质发生全反射生全反射时，仍然遵守反射定律。有关仍然遵守反射定律。有关计算仍依据反射定算仍依据反射定律律进行。行。b发生全反射的条件3、临界角、临界角 a临界角的定义：折射角为临界角的定义：折射角为90时的入射角时的入射角称为全反射临界角，简称临界角，用称为全反射临界角，简称临界角，用C表示。表示。b 临界角临界角C的表示式：的表示式：由折射定律知，光由某介质射由折射定律知，光由某介质射向真空向真空（或空气（或空气)时，若刚好发生全反射，则：时，若刚好发生全反射，则：n=sin90sin C1sin C所以所以sinC=1n即即C=arcsin1n 3、临界

8、角b 临界角C的表示式：由折射定律知，光由 注意：注意：a.光从光密介质射向光疏介质时，只要入射角大光从光密介质射向光疏介质时，只要入射角大于或等于临界角于或等于临界角C，一定会发生全反射现象。，一定会发生全反射现象。b一般情况下，光由一种介质到达另一种介质一般情况下，光由一种介质到达另一种介质时，光既有反射又有折射，即光的能量有一部时，光既有反射又有折射，即光的能量有一部分反射回原介质中，而另一部分则进入其他介分反射回原介质中，而另一部分则进入其他介质中。发生全反射时，光的能量全部反射回原质中。发生全反射时，光的能量全部反射回原介质中。介质中。注意：例例2:2:已知如图所示，介质已知如图所示

9、，介质2 2为空气，介质为空气，介质1 1的折射率的折射率为为2 2，下列说法中正确的（），下列说法中正确的（）（A A）光线）光线a a、b b都不能发生全反射都不能发生全反射（B B）光线）光线a a、b b都能发生全反射都能发生全反射（C C）光线）光线a a发生全反射，光线发生全反射，光线 b b不发生全反射不发生全反射（D D）光线）光线a a不发生全反射，光线不发生全反射，光线b b发生全反射发生全反射C C600300ab12例2:已知如图所示，介质2为空气，介质1的折射率为2，下列说 例例3 3：某介质的折射率为：某介质的折射率为 ，一束光从介质射，一束光从介质射向空气，入射角

10、为向空气，入射角为6060，图中哪个光路图是正确的，图中哪个光路图是正确的？（）？（）例3：某介质的折射率为 ，一束光从介质射向空气，ABCABC全反射（自己制作完美版）ppt课件全反射（自己制作完美版）ppt课件例例4 4、如如图2 2所所示示，一一束束光光线从从空空气气射射入入某某介介质，入入射射光光线与与反反射射光光线夹角角为9090，折折射射光光线与入射光与入射光线延延长线间夹角角为1515，求：（求：（1 1）该介介质的折射率；的折射率；（2 2）光在）光在该介介质中中传播的速度；播的速度；（3 3）当光从介）当光从介质射入空气射入空气时的的临界角界角解：根据题意入射光线与反射光线的

11、夹角为解：根据题意入射光线与反射光线的夹角为9090，又根据光的反，又根据光的反射定律，反射角等于入射角，即射定律，反射角等于入射角，即 =，=45-15=45-153030例4、如图2所示，一束光线从空气射入某介质，入射光线与反射光 应用全反射解决实际问题的基本方法应用全反射解决实际问题的基本方法 1 1、确定光是由光疏介质进入光密介质还是由光、确定光是由光疏介质进入光密介质还是由光密介质进密介质进入光疏介质。入光疏介质。2 2、若光由光密介质进入光疏介质时，则根据、若光由光密介质进入光疏介质时，则根据 确定临界角，看是否发生全反射。确定临界角，看是否发生全反射。3 3、根据题设条件，画出入

12、射角等于临界角、根据题设条件，画出入射角等于临界角 的的“临界光路临界光路”。4 4、运用几何关系、三角函数关系、反射定律等、运用几何关系、三角函数关系、反射定律等进行判断推理，运算及变换进行动态分析或定量进行判断推理，运算及变换进行动态分析或定量计算。计算。应用全反射解决实际问题的基本方法 1、确定光是由光疏介质进1 1、折射率较大的介质叫做光密介质，折射率较、折射率较大的介质叫做光密介质，折射率较小的介质叫做光小的介质叫做光疏介质。疏介质。2 2、当光由光密介质射入光疏介质时，折射角大、当光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，当入射角大于某一角度时，折射现象于入射角，当入射角大于某

13、一角度时，折射现象消失，光全部返回原来的介质，这种现象叫做全消失，光全部返回原来的介质，这种现象叫做全反射。反射。3 3、发生全反射的条件：、发生全反射的条件：4 4、刚好发生全反射时的入射角，叫做这种介质、刚好发生全反射时的入射角，叫做这种介质的临界角。的临界角。5 5、临界角与折射率之间的关系、临界角与折射率之间的关系小结1、折射率较大的介质叫做光密介质，折射率较小的介质叫做光 发生全反射的条件：发生全反射的条件：1 1、光从光密介质射向光疏介质；、光从光密介质射向光疏介质；2 2、入射角大于或等于临界角，、入射角大于或等于临界角，即即:iC:iC。以上两个条件必须同时满足以上两个条件必须

14、同时满足,缺一缺一不可。不可。发生全反射的条件：三、全反射的应用三、全反射的应用三、全反射的应用方向改变方向改变180 方向改变方向改变90、全反射棱镜、全反射棱镜(1)(1)、横截面是、横截面是等腰等腰直角三角直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。形的棱镜叫全反射棱镜。(2)(2)、全反射棱镜对、全反射棱镜对光线的控制作用：光线的控制作用：方向改变180 方向改变90、全反射棱镜(1)、横截面是（）全反射棱镜的应用（）全反射棱镜的应用:在光学仪器里，常用全反射棱镜来代替平面镜，在光学仪器里，常用全反射棱镜来代替平面镜，改变光的传播方向改变光的传播方向,反射率高，几乎可达反射率高，几乎可达100%10

15、0%，利用非常广泛，例如望远镜、自行车尾灯等利用非常广泛，例如望远镜、自行车尾灯等 望远镜为了提高倍数，镜筒要很长，通过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使用全反射棱镜能够缩短镜筒的长度（）全反射棱镜的应用:在光学仪器里，常用全反射棱镜来代替 、光导纤维、光导纤维光纤通讯：光纤通讯：一种利用光的一种利用光的全反射原理制成全反射原理制成的能传导光的玻的能传导光的玻璃丝，由璃丝，由内芯和外套内芯和外套组成，直径只有几微米到组成，直径只有几微米到100100微米左右，内芯的折射率微米左右，内芯的折射率大于大于外套的折射率。外套的折射率。当光线射到光导纤维的端面上时，

16、光线就折射当光线射到光导纤维的端面上时，光线就折射进入光导纤维内，经内芯与外套的界面发生进入光导纤维内，经内芯与外套的界面发生多次全多次全反射反射后，从光导纤维的另一端面后，从光导纤维的另一端面射射出，而不从外套出，而不从外套散逸散逸,故光能损耗极小。故光能损耗极小。、光导纤维光纤通讯：当光线射到光导纤维光导纤维由光导纤维由组组成，二者的折射率不同，成，二者的折射率不同，的的折射率大，折射率大，的折射率小。的折射率小。内芯和外套两部分内芯和外套两部分内芯内芯外套外套光导纤维光导纤维由组成，二者的折射率不同全反射（自己制作完美版）ppt课件全反射（自己制作完美版）ppt课件【例例1】据报道：据报

17、道：2008年北京奥运会时，光纤通信网覆盖了所年北京奥运会时，光纤通信网覆盖了所有奥运场馆，为各项比赛提供了安全可靠的通信服务。光纤有奥运场馆，为各项比赛提供了安全可靠的通信服务。光纤通信可利用光的全反射将大量信息高速传输。如图所示，一通信可利用光的全反射将大量信息高速传输。如图所示，一根长为根长为L的直光导纤维，它的折射率为的直光导纤维，它的折射率为n。如果把该光纤放在。如果把该光纤放在空气中，要使从它的一个端面进入光纤的光发生全反射，入空气中，要使从它的一个端面进入光纤的光发生全反射，入射角应满足什么条件射角应满足什么条件(用该角的正弦函数值表示用该角的正弦函数值表示)？为简化问？为简化问

18、题，光纤外套忽略不计。题，光纤外套忽略不计。【例1】据报道：2008年北京奥运会时，光纤通信网覆盖了所有全反射（自己制作完美版）ppt课件【例例2】有人在河中游泳，头部露出水有人在河中游泳，头部露出水面，在某一位置当他低头向水中观察面，在某一位置当他低头向水中观察时，看到河底有一静止物体跟他眼睛时，看到河底有一静止物体跟他眼睛正好在同一竖直线上。这个人再向前正好在同一竖直线上。这个人再向前游游12 m，正好不能看见此物体，求，正好不能看见此物体，求河深。河深。(水的折射率为水的折射率为4/3)【答案答案】10.6 m【例2】有人在河中游泳，头部露出水面，在某一位置当他低头向水全反射（自己制作完

19、美版）ppt课件 应用全反射解释自然现象 (1)对对“海市蜃楼海市蜃楼”的解释的解释 由于空中大气的折射由于空中大气的折射 和全反射，会在空中和全反射，会在空中 出现出现“海市蜃楼海市蜃楼”。在。在 海面平静的日子，站海面平静的日子，站 在海滨，有时可以看在海滨，有时可以看 到远处的空中出现了到远处的空中出现了 高楼耸立、街道棋布、山峦重叠等景象。高楼耸立、街道棋布、山峦重叠等景象。这种景象的出现是有原因的。这种景象的出现是有原因的。应用全反射解释自然现象当大气当大气层比比较平静平静时，空气的密度随温度的升高而减小，空气的密度随温度的升高而减小，对光的折射率也随之减小，海面上空的空气温度比空中

20、光的折射率也随之减小，海面上空的空气温度比空中低，空气的折射率下低，空气的折射率下层比上比上层大。我大。我们可以粗略地把空可以粗略地把空中的大气分成中的大气分成许多水平的空气多水平的空气层，下，下层的折射率的折射率较大。大。远处的景物的景物发出的光出的光线射向空中射向空中时，不断被折射，射向，不断被折射，射向折射率折射率较小的上一小的上一层的入射角越来越大，当光的入射角越来越大，当光线的入射的入射角大到角大到临界角界角时，就会，就会发生生 全反射全反射现象。光象。光线就会从就会从 高空的空气高空的空气层中通中通过空气空气 的折射逐的折射逐渐返回折射率返回折射率较低低 的下一的下一层。当大气层比

21、较平静时，空气的密度随温度的升高而减小，对光的折射在地面附近的在地面附近的观察者就可以察者就可以观察到由空中察到由空中射来的光射来的光线形成的虚像。形成的虚像。这就是海市蜃楼就是海市蜃楼的景象。的景象。在地面附近的观察者就可以观察到由空中射来的光线形成的虚像。这(2)对沙漠上、柏油路上的蜃景的解沙漠上、柏油路上的蜃景的解释在沙漠里也会看到蜃景，太阳照到沙地上，接在沙漠里也会看到蜃景，太阳照到沙地上，接近沙面的近沙面的热空气空气层比上比上层空气的密度小，折射空气的密度小，折射率也小。从率也小。从远处物体射向地面的光物体射向地面的光线，进入折入折射率小的射率小的热空气空气层时被折射，入射角逐被折射

22、，入射角逐渐增大，增大，也可能也可能发生全反射。人生全反射。人们逆着反射光逆着反射光线看去，看去，就会看到就会看到远处物体的倒景，仿佛是从水面反射物体的倒景，仿佛是从水面反射出来的一出来的一样。沙漠里的行人常被。沙漠里的行人常被这种景象所迷种景象所迷惑，以惑，以为前方前方 有水源而奔向前去，有水源而奔向前去，但但总是可望而不可即。是可望而不可即。(2)对沙漠上、柏油路上的蜃景的解释在炎在炎热夏天的柏油夏天的柏油马路上，有路上，有时也能看到上述也能看到上述现象。象。贴近近热路面附近的空气路面附近的空气层同同热沙面附近沙面附近的空气的空气层一一样，比上，比上层空气的折射率小。从空气的折射率小。从远处物体射向路面的光物体射向路面的光线，也可能，也可能发生全反射，生全反射，从从远处看去，路面看去，路面显得格外明亮光滑，就像用得格外明亮光滑，就像用水淋水淋过一一样。在炎热夏天的柏油马路上，有时也能看到上述现象。贴近热路面附近(3)水或玻璃中的气泡水或玻璃中的气泡为何特何特别明亮明亮(3)水或玻璃中的气泡为何特别明亮 为什么为什么水中的气泡水中的气泡(或者是玻璃或者是玻璃中的气泡中的气泡)，看起来特别看起来特别明亮？明亮？光线在气泡的表面发生全反射的结果光线在气泡的表面发生全反射的结果 为什么水中的气泡(或者是玻璃中的气泡)，看起来特别明