高中物理 第四章 光 第三节 认识光的全反射现象课件1 粤教版 选修34.ppt

认识光的全反射现象 教学目标 1 理解光的全反射现象2 掌握临界角的概念和发生全反射的条件3 了解全反射现象的应用 说明 有关临界角目前高考中的要求是理解其概念 知道计算式 而不要求会利用临界角的公式进行有关计算 请同学们酌情处理 问 光从一种介质进入另一种介质时会发生什么现象呢 好好想一想 不要太急于回答 一般 光从一种介质进入另一种介质时会发生折射现象 还有反射现象 光路图如下 假设水中有一个可以移动激光器s 它发出的光线从水射向空 入射角为i 反射角为i 折射角为r 因为是从光密介质射向光疏介质 r i 当s移动时 入射角i增大 则反射角和折射角都增大 当入射角增大到c时 折射角刚好增达到900 下面让我们通过演示实验 看一看将会发生什么现象 若入射角继续增大呢 实验 让一束激光从半圆形玻璃砖的弧面沿半径射到ab界面的o点 如图 旋转玻璃砖 改变入射角i 我们可以看到 入射角i增大时 折射角r也增大 折射光线越来越暗 反射光线却逐渐变亮 当入射角i增大到某一角度时 折射角r达到900 折射光线就完全消失了 只剩下反射光线 这种现象叫全反射 折射角为900时的入射角叫做临界角 用c表示 可见 入射角增大的过程中 折射角也增大 这是一个量变过程 当入射角达到临界角和大于临界角时 就引起质变 出现了全反射现象 所以光在两种介质界面不一定同时存在着反射和折射现象 光导纤维 全反射现象是自然界里常见的现象 我们常听到的 光纤通信 就是利用了全反射的原理 为了说明光导纤维对光的传导作用 我们做下面的实验 弯曲的玻璃棒能传光 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 光导纤维 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 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 请同学们思考下面几个问题 1 如果激光束从空气直接射到玻璃砖的直径ab界面上 还会不会发生全反射 2 要满足什么条件 才可以发生全反射呢 3 对于某种介质 它的临界角是多大呢 4 你在家里是不是可以自己完成上面的实验呢 思考得怎么样 我们一起来完成吧 发生全反射的条件 1 光必须从光密介质射向光疏介质 2 入射角必须大于 或等于 临界角 临界角 设某种介质的折射率为n 则有 例题解析 解 根据发生全反射须满足的两个条件 光在ef面是空气射入玻璃 即是从光疏介质射入光密介质 不可能发生全反射 在mn面上 光是从玻璃射向空气 满足第一个条件 光从光密介质射向光疏介质 但其入射光线即是光线通过ef界面后的折射光线 故其入射角i 的大小是受限制的 如图乙所示 由于i 90 据折射定律sini sinr n 有sinr 1 n 即r c 又据平面几何知识i r 即也有i c 不满足发生全反射的第二个条件 所以在mn界面上也不能发生全反射 正确的选项为d 注意 发生全反射的两个条件缺一不可 其中任何一个条件均只