全反射(讲课)ppt课件

1、全反射,实验探究,注意观察随着入射角的增大，反射光和折射光的能量如何变化 当入射角增大到某一值时，会出现什么现象,光由光密介质射入光疏介质时，随着入射角的增大，当折射角增大到90时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射,光由光疏介质射入光密介质时, 能否发生全反射,一、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：1、光疏和光密介质是相对的。因为折射率的大小是相对的,几种介质的折射率,2、不能理解为介质密度。如水和酒精,临界角,1)全反射产生的条件,光线由光密介质射向光疏介质,入射角大于等于临界角即: i C,2)临界角C的计算（重点）：根据

2、折射定律,i=,鱼眼里的世界,例1、在水中的鱼看来，水面上和岸上的所有景物，都出现在顶角约为97.6的倒立圆锥里，为什么,C,最大视角2,1、海市蜃楼,中新网2004年3月16日电 据日本读卖新闻报道，15日上午11时30分左右(北京时间10时30分)，日本根室市职员谷口博之在北海道根室市海域的根室海峡上空，观测到了船悬于半空的海市蜃楼奇观，并将其拍摄下来,三、全反射现象的应用,swf1,光疏介质、光密介质的发布,中央电视台记者2001年9月12日在奔赴中国西部长江源头采访途中拍下了难得一见的“海市蜃楼”。当记者沿着青藏公路经过海拔2675米的万长盐桥时，突然看到远处的戈壁上，有沙丘飘浮在天空

3、中，在阳光和浮云的作用下，沙丘不断变幻着颜色，沙丘的周围是“波光粼粼的湖水”，水面映出清晰的倒影,海市蜃楼,光疏介质、光密介质的发布,2、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,SWF,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,光导纤维的工作条件,透明玻璃棒的折射率n，从一端以入射角i入射，光在棒内侧恰好发生全反射,由图可知,由折射定律,只要iarcsin ,光将全部从

4、右侧射出,若上述直纤维棒长L，从另一端射出所需最长时间多少,分析：所需时间最长，则路程最长，即入射光线AB最长。 入射角为临界角C即发生全反射，光才能全部从另一端射出。 （多次全反射和一次全反射计算 结果同,只不过分成若干段,解：设一次全反射时路程S=2AB=20.5L/SinC=nL. 光在纤维中的速度v=c/n 最长时间t=S/V=n2L/C,3、全反射棱镜：（截面为等腰直角三角形的棱镜,45,45,45,45,SWF,A、原理：利用全反射原理,B、作用：改变光路,C、优越性：反光率高,接近达到100%，成像失真小,D、应用：精密昂贵的光学仪器中，比方说显微镜，单反相机，潜望镜，望远镜,4

5、、珠宝的鉴赏（ 玻璃：320-420 金刚石：24.40,如图：n=1.52 求视野角度,2,知最大折射角，求最大入射角,要使外界1800范围景物全部被观察到，应嵌入折射率多大的玻璃砖,折射角300、入射角900,本节小结： 1、光疏介质与光密介质的理解。 2、全反射的定义。 4、临界角的定义与计算。 3、全反射的条件及判断。 5、全反射的应用,重要提示,在运用光的折射定律作光路图解决实际问题时,首先要确定临界角,看是否会发生全发射,在确定未发生全反射的情况下,再根据折射定律确定入射角或折射角,思考:请大家思考生活当中下列现象与全反射现象有什么关系,1光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件

6、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,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,第二课时,3光在某种介质中传播的速度为1.5108 m/s，那么，光从此介质射向空气并发生全反射的临界角应为() A60B4

7、5 C30 D75,n=1/SinC=C/V,C,4已知某种介质的折射率n ，在这种介质与空气的交界面MN上有光线入射，如图13210所画的光路中，哪个是正确的(MN上部是空气，MN下部是介质)(,1.全反射条件:SinC=1/n C=450,2.n=Sini/Sinr,C,5在图13211中，ABC是一块玻璃直角三棱镜的主截面，折射率n1.5.当一束光垂直于BC面射到棱镜上时，画出在各个面上反射、折射的光路图,1.光线垂直BC射入，部分原路返回，部分方向不变射到AC上,2.入射角为i=300arcsin2/3 发生反射和折射,600，发生全反射,7如图13214所示，两束相同的平行单色光a、

8、b照射到一块矩形玻璃砖的上表面，发生折射后分别照射到PQ和NQ界面上，下列说法中正确的是() A两束折射光都可在界面上发生全反射 B两束折射光都不会在界面上发生全反射 C折射光d可能发生全反射 D折射光c可能发生全反射,C,6(2010年厦门模拟)如图13213所示，一束光从空气中射向折射率n2的某种玻璃的表面，i表示入射角，则下列说法中不正确的是() A当i45时会发生全反射现象 B无论入射角是多大，折射角r都不会超过45 C欲使折射角r30，应以i45的角度入射 D当入射角iarctan 2时，反射光线跟折射光线恰好垂直,临界角SinC=1/n, C=450. n=sini/sinr,A,

9、r,i,iarctan 2 , sini= 6/3 , cosi= 3/3,n=sini/sinr, sinr= 3/3 Cosi=sin(900-i)= 3/3 sinr =sin(900-i) ,r=900-I,r+i=900,9在完全透明的水下某深处，放一点光源，在水面上可见到一个圆形的透光圆面，若透光圆面的半径匀速增大，则光源正() A加速上升 B加速下降 C匀速上升 D匀速下降,vt,光源下降L=vtcotC VCOtC定值，则L与t成正比,L,D,11(2009年高考山东理综卷)一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图13217为过轴线的截面图，调整入射角，使光线恰好在水

10、和空气的界面上发生全反射已知水的折射率为4/3，求sin的值,解：1.发生全反射时 sinC=1/n,2.折射定律 n=sin/sin 而=900-C,解得：sin=7/3,12如图13218所示，玻璃棱镜ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三个直角三棱镜组成一束频率为5.31014 Hz的单色细光束从AD面入射，在棱镜中的折射光线如图中ab所示，ab与AD面的夹角60.已知光在真空中的速度c3108 m/s，玻璃的折射率n1.5，求： (1)这束入射光线的入射角多大？ (2)光在棱镜中的波长是多大？ (3)该束光线第一次从CD面出射时的折射角(结果可用三角函数表示,i,r,1)这束入射

11、光线的入射角多大,2)光在棱镜中的波长是多大,3)该束光线第一次从CD面出射时的折射角,n=sini/sinr,r=300, n=1.5,n=c/v, v=f,3.临界角sinC=1/n=0.67sin450.在AB上发生全反射。 =300，n=sin/sin =arcsin0.75,课堂互动讲练,如图1321所示，一束光由空气射到透明介质的A点，入射角为i，则() A当i 足够大时，在A点将发生全反射 B当i足够大时，光从球内向外射出时将发生全反射 C无论i多大，在A点都不会发生全反射 D无论i多大，光从球内向外射出时，都不会发生全反射,CD,2.全反射n=sini/sinr=1/sinc，

12、i增大r增大，但i增大到900时，不会有光线AB,即角r不会增大到临界角,i,1.全反射的发生必须从光密介质射向光疏介质,1如图1323所示，一束平行光从真空射向一块半圆形玻璃砖，下列说法中正确的是() A只有圆心两侧一定范围内的光线不能通过玻璃砖 B只有圆心两侧一定范围内的光线能通过玻璃砖 C通过圆心的光线将沿直线穿过不发生偏折 D圆心两侧一定范围外的光线将在曲面产生全反射,越远离圆心的光线，i越大，r越大， 当i增大到一定角度时，r接近900.i再增大，即发生全反射,BCD,在厚度为d、折射率为n=2的大玻璃板下表面，有一个半径为r的圆形发光面，为了从玻璃板的上方看不见这个圆形发光面，可在

13、玻璃板的上表面贴一块圆形纸片，问所贴纸片的最小半径应为多大,解：1.设发光面发出的光射到A点，发生刚全反射。 则n=1/sinc , c=300, r=dtanc=dtan300. 最小半径R=r+ r,10(2009年高考全国卷)一玻璃砖横截面如图13216所示，其中ABC为直角三角形(AC边未画出)，AB为直角边，ABC45，ADC为一圆弧，其圆心在BC边的中点此玻璃的折射率为1.5.P为一贴近玻璃砖放置的、与AB垂直的光屏若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入玻璃砖，则() A从BC边折射出一束宽度与BC边长度相等的平行光 B屏上有一亮区，其宽度小于AB边的长度 C屏上有一亮

14、区，其宽度等于AC边的长度 D当屏向远离玻璃砖的方向平行移动时，屏上亮区先逐渐变小然后逐渐变大,sinC=1/n=2/30.7,即入射角C 发生全反射,BD,第三课时,1.半径R的1/4的球体放在水平面上，n=3的透明材料造成。现有一束如图光线，出射光线如图。求,Sini= 3/2, i=600. n=sini/sinr, r=300. n=sin /sin300. =600,i,i,i,r,2.河宽6m，小孩高1.5m,对岸的树高3m,河底有石块。小孩看到树顶和石块，且二者的像重合，水的折射率n=4/3.求河深,小孩看到的是树像，是反射成像。 则：3tan i+1.5tan i=6 tani

15、=4/3, sini=4/5,i,i,i,i,r,P,P到岸的距离L=3tani=4m n=sini/sinr Sinr=4/42+h2,4在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中，甲、乙丙三位同学在纸上画出的界面aa、bb与玻璃砖位置的关系分别如图13127甲、乙和丙所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖，乙同学用的是梯形玻璃砖他们的其他操作均正确，且均以aa、bb为界面画光路图，则,甲同学测得的折射率与真实值相比_(填“偏大”、“偏小”或“不变”) 乙同学测得的折射率与真实值相比_(填“偏大”、“偏小”或“不变”) 丙同学测得的折射率与真实值相比可能偏大、可能偏小、可能不变,宽变小、窄变大，不宽不窄不变化。n=sini/sinr,画出实际出射点和测量出射点,C=450. 折射角r=300. =450. CD=r/4,4.一光线