选修3-4 全反射.ppt

高中物理选修3-4,全反射,简阳中学王政,一、光疏介质与光密介质,1、两种介质相比较，我们把折射率较小的介质称为光疏介质，折射率较大的介质称为光密介质,请问：酒精是光密介质还是光疏介质？,注：光疏介质与光密介质是相对的。,由n=c/v知，同一种光在光疏介质中传播速度大于在光密介质中传播速度,当光由空气(光疏介质)射入光密介质时，如果增大入射角，会发生什么现象？,因n1，所以sin21,折射角小于900，故入射角1增大，折射角2也增大,由折射定律,实验,那么当光由光密介质射入空气(光疏介质)时，如果增大入射角，又会发生什么现象？,实验,实验,1.光在两种介质分界面的时候可能同时发生发射和折射现象,2.入射光线最亮，反射和折射亮度在变化（能量）,3.当入射角增大到一定程度的时候，折射光线消失，入射光线全部反射回介质,进一步观察,1、全反射：,光线从光密介质到光疏介质时，当入射角增大到某一角度，折射角达到90，折射光线完全消失的现象。,二、全反射,2、临界角：,折射角变成90时的入射角。用C表示。,3、发生全反射的条件：,入射角等于或大于临界角,光线从光密介质到光疏介质,1光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是()A光从玻璃射到分界面上，入射角足够小B光从玻璃射到分界面上，入射角足够大C光从空气射到分界面上，入射角足够小D光从空气射到分界面上，入射角足够大,B,临界角的计算,当光线从介质进入真空或空气时，由于临界角C是折射角等于90时的入射角，根据光路可逆性和折射定律：,因而,或,练习：试求光从折射率为n的某种介质中射向空气（或真空）界面时的临界角C。已知玻璃的折射率其临界角多大？,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,练习：光在某种介质中传播的速度为1.5108m/s，那么，光从此介质射向空气并发生全反射的临界角应为()A60B45C30D75,例2、如图所示，介质为空气，介质的折射率为，下列说法中正确的是,A光线a、b都不能发生全反射B光线a、b都能发生全反射C光线a发生全反射，光线b不发生全反射D光线a不发生全反射，光线b发生全反射,C,(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,如图2所示，一束光线从空气射入某介质，入射光线与反射光线夹角为90，折射光线与入射光线延长线间夹角为15，求：(1)该介质的折射率；(2)光在该介质中传播的速度；(3)当光从介质射入空气时的临界角,例题3,三、全反射的应用实例,1、光导纤维,A、原理：利用全反射原理（思考光纤内外层折射率的差别）,B、作用：传输光、图象或者其他信息,C、优越性：光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强,D、应用：光纤通信，医学及工业内窥镜，饰品等,2光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务目前，我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络下列说法正确的是()A光纤通信利用光作为载体来传播信息B光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理C光导纤维传递光信号是利用光的色散原理D目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝,AD,5、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、内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生折射D、内芯的折射率比外套相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用,A,6、光纤通信是一种现代化的通讯手段，它可以提供大容量，高速度、高质量的通信服务。为了研究问题的方便，我们将光导纤维简化为一根长直的玻璃管，如图所示，设此玻璃管长为L，折射率为n，且光在玻璃的内界面上恰好发生全反射。已知光在真空中的传播速度为c，则光通过此段玻璃管所需的时间为（）AnL/cBn2L/cCnL/c2Dn2L/c2,B,全反射棱镜：（截面为等腰直角三角形的棱镜）,45,45,45,45,全反射棱镜,海市蜃楼,(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