高中物理 第13章 第2节全反射课件 新人教版选修34.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 选修3 4 光 第十三章 第二节全反射 第十三章 沙漠中的旅行者急于找到水源时 有时会意外地看到前方有一片晶莹的 水面 而当他们向前走去时 水面 却是可望而不可即 原来这就是 蜃景 这种现象是怎样形成的呢 光疏介质和光密介质 较小 较大 小 小于 大于 1 定义当入射角增大到某一角度 使折射角达到 时 折射光完全消失 只剩下 这种现象叫做全反射 这时对应的 叫做临界角 全反射 90 反射光 入射角 2 发生全反射的条件 1 发生全反射现象必须满足的两个条件一是光由 介质射向 介质 二是入射角 临界角 2 临界角的计算光从介质射入空气 真空 时 发生全反射的临界角为c sinc 光密 光疏 大于或等于 1 全反射棱镜 1 构造 截面为 的棱镜叫全反射棱镜 2 对全反射棱镜光学特性的两点说明 光垂直于它的一个界面射入后 都会在其内部发生 与平面镜相比 它的反射率 反射面不必涂敷任何反光物质 反射时 全反射的应用 等腰直角三角形 全反射 很高 失真小 2 光导纤维光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝 直径只有1 100 m左右 如图所示 它是由内芯和外套两层组成 内芯的折射率 外套的折射率 光由一端进入 在内芯和外套的界面上经多次 从另一端射出 大于 全反射 一 对光疏介质和光密介质的理解1 相对性光疏介质和光密介质是相对而言的 并没有绝对的意义 例如 水晶 n 1 55 对玻璃 n 1 5 是光密介质 而对金刚石来说 n 2 427 就是光疏介质 同一种介质到底是光疏介质还是光密介质 是不确定的 2 与介质密度无关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 例如 酒精的密度比水小 但酒精和水相比酒精是光密介质 3 光疏介质和光密介质的比较 通过比较什么可以知道两种介质哪个是光密介质 哪个是光疏介质 答案 可以通过比较光在两种介质中传播速度的大小或折射率的大小来确定光密介质和光疏介质 3 产生全反射现象的条件 1 光从光密介质射到它与光疏介质的界面上 2 入射角等于或大于临界角 4 全反射现象中的能量分配关系 1 折射角随入射角的增大而增大 折射角增大的同时 折射光线的强度减弱 即折射光线的能量减小 亮度减弱 而反射光线增强 能量增大 亮度增加 2 当入射角增大到某一角度时 即临界角 折射光能量减到零 入射光的能量全部反射回来 这就是全反射现象 夏季的早晨 从某一方向看植物叶子上的露珠会格外明亮 玻璃中的气泡从侧面看也是特别明亮 这是什么道理呢 解析 光照射露珠或经玻璃照射气泡时 一部分光会发生全反射 有更多的光反射到人的眼晴中 光的能量大了 人就会感觉特别明亮 全反射的应用 a 汽车灯光从左面射过来 在尾灯的左表面发生全反射b 汽车灯光从左面射过来 在尾灯的右表面发生全反射c 汽车灯光从右面射过来 在尾灯的左表面发生全反射d 汽车灯光从右面射过来 在尾灯的右表面发生全反射 解析 我们从题图中取一个凸起并作出一条光路如图所示 由图可知 每一部分相当于一块全反射棱镜 要想让后面的司机看到反射光 因此光只能从右侧 直边 射入 经过尾灯左表面反射回去 故选项c正确 a b d错误 答案 c 北京东城区2013 2014学年高二下学期期末 光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维 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正确的是 a 内芯的折射率比外套大 光传播时在内芯与外套的界面发生全反射b 内芯的折射率比外套小 光传播时在内芯与外套的界面发生全反射c 内芯的折射率与外套相同 外套的材料有韧性 可以起保护作用d 光导纤维在使用过程中一定不能弯曲 答案 a解析 光导纤维内芯折射率较大 光在内芯中传播 射到内芯与外套的界面时 正好是由光密介质进入光疏介质 若此时入射角大于临界角 则发生全反射 光线被约束在内芯中 对全反射的理解 2014 青岛市高三一模 一厚度为h的大平板玻璃水平放置 其下表面贴有一半径为r的圆形发光面 在玻璃板上表面放置一半径为r的圆纸片 圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上 已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线 不考虑反射 求平板玻璃的折射率 开放 探究 解析 当大气层比较平静时 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 海面上空气的温度比空中低 空气的折射率下层比上层大 我们可以粗略地把空中的大气分成许多水平的空气层 如图1所示 下层的折射率较大 远处的景物发出的光线射向空中时 不断被折射 射向折射率较低的上一层的入射角越来越大 当光线的入射角大到临界角时 就会发生全反射现象 光线就会从高空的空气层中通过空气的折射逐渐返回折射率较低的下一层 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 这就是海市蜃楼的景象 如图2所示 请解释本节 课堂情景切入 中提出的沙漠 蜃景 是怎样形成的 答案 太阳照到沙地上 接近沙面的热空气层比上层空气