全反射公开课

第3节全反射 美丽的光纤装饰 美丽的光纤装饰 美丽的光纤装饰 美丽的光纤装饰 晶莹剔透的露珠 在光的反射和折射现象中 光路都是可逆的 折射定律1 折射光线位于入射光线与法线所决定的平面内 折射光线和入射光线分别位于法线两侧 2 数学表达式 入射角的正弦与折射角的正弦成正比 即 提问 折射定律的内容是什么 光密介质和光疏介质 看课本48页 思考 1 水是光密介质还是光疏介质 2 由光疏介质 光密介质 入射角折射角由光密介质 光疏介质 入射角折射角 光疏介质和光密介质 折射率小的介质叫光疏介质 折射率大的介质叫光密介质 注意 光疏和光密介质是相对的 因为折射率的大小是相对的 3既然光有光密 光疏介质时 折射角大于入射角 可以预料 当入射角增大到一定程度 但还没有达到90o 折射角就会增大到90o 如果入射角再增大 会出现什么现象 全反射应用 mpeg 观察演示实验 总结实验现象 光由玻璃介质射入空气时 同时发生反射和折射 折射角大于入射角 随着入射角的增大 反射光线越来越强 折射光线越来越弱 当折射角增大到90 时 折射光线完全消失 只剩下反射光线 折射角 2增大到90 时 发生全反射现象 全反射 光由一种透明介质射到另一透明介质 当入射角增大到某一角度 使折射角达到90 时 折射光完全消失 只剩下反射光 这种现象叫全反射 全反射现象 从以上的实验中 我们总结 什么情况下发生了全反射呢 1光从玻璃介质进入空气 2入射角要大于某个值 因而 临界角 光从折射率为n的某种介质射到空气 或真空 时的临界角C就是折射角等于90 时的入射角 根据折射定律可得 发生全反射的条件 光从光密介质进入光疏介质 入射角等于或大于临界角 思考与讨论 1 光从空气射向水中会发生全反射吗 2 光从玻璃介质射向水中会发生全反射吗 3 池塘的水面下一定深度有一个点光源 从水面上方观察 会看到什么现象 思考与讨论 在潜水员看来 岸上的所有景物 都出现在一个倒立的圆锥里 为什么 这个圆锥的顶角多大 C 水的折射率为1 33所以C 48 80则有圆锥顶角 2C 97 60 C 全反射原理在生活中的应用及对奇妙自然现象的解释 海市蜃楼成因分析 马路上所成的蜃景现象 flv flv 全反射原理在生活中的应用及对奇妙自然现象的解释 安徽黄山出现海市蜃楼奇观 110619 正午30分 f4v 三 全反射的应用实例 自行车尾灯 水中或玻璃中的气泡看上去很亮 珠宝的鉴赏 玻璃 320 420金刚石 24 40 光导纤维的用途很大 通过它可以实现光纤通信 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 光纤通信 高锟在电磁波导 陶瓷科学 包括光纤制造 方面获28项专利 由于他取得的成果 由于他在光纤领域的特殊贡献 获得巴伦坦奖章 利布曼奖 光电子学奖等 被称为 光纤之父 2009年荣获诺贝尔奖 光导纤维在医学上的应用 内窥镜 全反射应用 mpeg 1 光线由AB面垂直入射 横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜 2 光线由AC面垂直入射 全反射棱镜 全反射原理在生活中的应用及对奇妙自然现象的解释 在AC面发生全反射 垂直由BC面出射 1 全反射棱镜 截面为等腰直角三角形的棱镜 45 45 45 全反射棱镜应用 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 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 缩短镜筒的长度 全反射棱镜的应用 一般的平面镜都是在玻璃的后面镀银 但是银面容易脱落 因此对于精密的光学仪器 如照相机 望远镜 显微镜等 就需要用全反射棱镜代替平面镜 与平面镜相比 它的反射率高 几乎可达100 提高反射率 在实际的潜望镜里用全反射棱镜代替平面镜 潜望镜 全反射棱镜的应用 小结 1 光疏介质 光密介质 2 全反射 定义 临界角C 全反射的产生条件 3 全反射原理的应用实例 全反射棱镜光导纤维 海市蜃楼 1 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 求i的范围 由图可知 光在左端面折射时的折射角 由折射定律得 故有 所以只要光将全部从右端面射出 r 2 图示为一直角棱镜的横截面 一平行细光束从o点沿垂直于bc面的方向射人棱镜 已知棱镜材料的折射率 若不考虑原入射光在bc面上的反射光 则有光线 A 从面ab射出B 从面ac射出C 从面bc射出 且与bc面斜交D 从面bc射出 且与bc面垂直 BC 解题指导 例题1 光在某种介质中的传播 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 150B 300C 450D 600 A 例题2 某介质的折射率为 2 一束光从介质射向空气 入射角为60 如图1所示的哪个光路图是正确的 D 例题3 劣质的玻璃中往往含有气泡 这些空气泡看上去比较亮 对这一现象有下列不同的解释 其中正确的是 A空气泡对光线有聚集作用 因而较亮 B 空气泡对光线有发散作用 因而较亮 C 从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分发生全反射 因而较亮 D 从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射 因而较亮 D 全反射 理论实际联系好 光密光疏临界角