4高三物理全反射教案【精品教案】

4高三物理全反射教案【精品教案】 第5单元全反射教学要求: 1、全反射现象及其发生条件; 2、临界角的计算； 3、全反射的应用。 重点和难点:全反射现象及其发生条件。 理科综合可考虑全反射的应用。 教学用具:水槽、光源等。 教学过程: 一、光疏媒质与光密媒质 1、定义:1)、光疏媒质:两种媒质中折射率较小的媒质叫做光疏媒质.2)、光密媒质:两种媒质中折射率较大的媒质叫做光密媒质.因Vn?,对光疏媒质,n较小,V较大.对光密媒质,n较大,V较小.故也可以说,对于C两种媒质,光在其中传播速度较大的是光疏媒质,光在其中传播速度较小的是光密媒质.反过来说,同一种光在光疏媒质中传播速度较大,在光密媒质中传播速度较小.即Vn?对光疏介质n较小同一频率的光在其中传播的V较大；C对光密介质n较大同一频率的光在其中传播的V较小。 2、理解:1)、光疏媒质光密媒质是相对而言的.只有对给定的两种媒质才能谈光疏媒质与光密媒质.没有绝对的光密媒质.如水、玻璃和金刚石三种介质比较，n水1.33n玻璃1.51.9n金刚石2.42。 对水而言，玻璃是光密介质；但对金刚石而言，玻璃则是光疏介质。 2)、光疏媒质与光密媒质的界定是以折射率为依据的,与媒质的其它属性(如密度等)无关.例如水和酒精，n水1.33n酒精1.36，酒精相对于水而言是光密介质，但水酒。 二、全反射: 1、全反射当光从光密媒质进入光疏媒质时,折射角大于入射角.当入射角增大到某一角度时,折射角等于90全反射. 2、临界角:1)、定义:光从光密媒质射向光疏媒质时,折射角等于90母C表示.临界角是指光由光密媒质射向光疏媒质时,发生全反射形象时的最小入射角,是发生全反射的临界状态.当光由光密媒质射入光疏媒质时:若入射角i 3、发生全反射的条件:1)、光从光密媒质射向光疏媒质;2)、入射角大于或等于临界角,即iC.以上两个条件必须同时满足,缺一不可. 三、全反射的应用: 1、光导纤维光纤通讯一种利用光的全反射原理制成的能传导光的玻璃丝,由内芯和外套组成,直径只有几微米到100微米左右,内芯的折射率大于外套的折射率.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多次全反射后从光导纤维的另一端面射出,而不从外套散逸,故光能损耗极小.图1如果把光导纤维聚集成束使其两端纤维排列的相对位置相同,这样的纤维束就可以传送图像,如图1所示.利用光导纤维可以弯曲传光,传像,可制作各种潜望镜,医用内窥镜等.如图2所示，一透明塑料棒的折射率为n,光线由棒的一端面射入，当入射角i在一定范围内变化时，光将全部从另一端面射出。 当入射角为i时，光在棒的内侧面恰好发生全反射。 由图可知，光在左端面折射时的折射角r=C2?.由折射定律得Cirincossinsinsin?。 故有CnCni2sin1cossin?，图22?ni11sin212?nnin。 所以只要1arcsin，光将全部从右端面射出。 再如图3所示，一个横截面为矩形、折射率为n=1.5的玻璃条被弯成90为d，则只要曲率半径R2d，光均能从B端射出。 由图可知，只要a光线能发生全反射，则所有从A端入射的光均能发生全反射sini=0，一束平行光由A端面射入。 若矩形边长dRR?sinc=n1=5.11.图3解得R?2d.可见，光纤通迅中，只要光导纤维弯曲满足R?1?nd，则光导纤维可以足够细，楞弯成半圆及圆。 1、蜃景的成因和规律夏天，在气压恒定的海面上，空气密度随高度增加而减小，对光的折射率也随之减小从而形成一具有折射率梯度的空气层。 当光线通过此空气层时，将发生偏转。 如图4所示，设一束从远处景物A发出的光线a以入射角I由折射率为n处射入空气层。 由折射定律有nsini=n1sinr1 (1)n1sinr1=n2sinr2. (2)联立 （1）、 （2）式可得nsini=n2sinr2依此类推nsini=ncsinc,sinc=c nnsini.可见，当n i一定时，从下层空气进入上层空气的入射角不断增大，当增大到由某两层空气的折射率决定的临界角时，就会全反射。 人在C处逆着C光线看，可看到经全反射形成的倒立虚像；在B处逆着b光线看，也可看到经折射形成的正立虚像。 总之。 若人