高中物理(新教材)选修1课件10：4 2 全反射 人教版

2全反射第4章光晶莹剔透的露珠美丽的光纤装饰新课导入勺子是什么颜色的？课堂探究光从空气射入玻璃时，会发生哪些现象？折射角入射角反射角玻璃折射率较大：光密介质空气折射率较小：光疏介质一、全反射1.光疏介质与光密介质（1）光疏介质：折射率较小的介质，光在光疏介质中传播速度相对较大。（2）光密介质：折射率较大的介质，光在光密介质中传播速度相对较小。特别提醒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。一、全反射

（5）光由光疏介质射入光密介质，折射角小于入射角。（6）光由光密介质射入光疏介质，折射角大于入射角。

O空气水光疏介质光密介质

O光疏介质光密介质空气水当光从玻璃射入空气时，如果改变入射角，会发生什么现象？思考：光由光密介质射入光疏介质时，同时发生反射和折射a.入射角逐渐减小时，反射角和折射角都减小，并且反射光线越来越弱，折射光线越来越强。b.如果入射角逐渐增大,折射光离法线会越来越远,而且越来越弱,反射光却越来越强。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。光由光密介质射入光疏介质时，同时发生反射和折射a.入射角逐渐减小时，反射角和折射角都减小，并且反射光线越来越弱，折射光线越来越强。b.如果入射角逐渐增大,折射光离法线会越来越远,而且越来越弱,反射光却越来越强。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。2.全反射（1）定义：当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射。如果入射角逐渐增大，折射光离法线会越来越远，而且越来越弱，反射光却越来越强。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，这种现象叫作全反射。（2）临界角：光从光密介质射入光疏介质,使折射角变为90°时的入射角,称为这种介质的临界角,用字母C表示。（3）发生全反射的条件①光由光密介质射入光疏介质；②入射角等于或大于临界角。思考与讨论：由于不同介质的折射率不同，在光从介质射入空气（真空）时，发生全反射的临界角是不一样的。怎样计算光从折射率为n的某种介质射入空气（真空）发生全反射时的临界角C

？

O空气

NN′介质AB分析：光以接近90°的入射角从空气射入介质，求出这时的折射角。根据光路可逆的道理，也就知道光从介质射入空气时发生全反射的临界角了。

②定性关系:介质折射率越大,发生全反射的临界角越小,越容易发生全反射。介质水玻璃金刚石折射率n1.331.5~1.92.42临界角C48.8°32°~42°24.4°

O空气

NN′介质AB3.自然界中常见的现象（1）炎热夏天柏油路面有时看起来特别明亮，这是因为贴近热路面附近的空气层比上层空气的折射率小，从远处物体射向路面的部分光线发生了全反射，所以，从远处看，炎热夏天柏油路面有时看起来特别明亮。（2）水中或玻璃中的气泡，看起来特别明亮，就是因为光从水或玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故。（3）海市蜃楼和沙漠蜃景（3）海市蜃楼和沙漠蜃景现在，你能解释为什么黑勺子入水后变得闪亮吗？空气膜二、全反射棱镜和光导纤维1.全反射棱镜（1）截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜,当光线垂直任意一个表面射入时,在棱镜内部都能发生全反射,所以这样的棱镜叫全反射棱镜。全反射棱镜（2）由于光的方向与玻璃面垂直，光线不发生偏折。但在玻璃内部，光射向玻璃与空气的界面时，入射角大于临界角，发生全反射。（3）与平面镜相比，它的反射率高，几乎可达100%。这种棱镜在光学仪器中可用来改变光的方向。双筒望远镜中的全反射棱镜全反射棱镜全反射棱镜2.光导纤维1966年，33岁的华裔科学家高锟提出：光通过直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来传输大量信息。高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖。根据这一理论制造的光导纤维。高锟（1933-2018）光导纤维演示：观察光在弯曲的有机玻璃棒中传播的路径激光笔发出的光射入一根弯曲的有机玻璃棒的一端，观察光传播的路径有什么特点。（1）光传播的路径有特点：当有机玻璃射向空气的入射角大于临界角，光会发生全反射，于是光在有机玻璃棒内沿着锯齿形路线传播。（2）光导纤维由折射率较大的内芯和折射率较小的外套组成，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射。(3)光导纤维的应用：光纤通信、医学上的内窥镜。如果把光导纤维聚集成束，使纤维在两端排列的相对位置一样，图像就可以从一端传到另一端。(4)光导纤维的优点：容量大，衰减小，抗干扰强。控制钮目镜物镜光导纤维内窥镜做一做水流导光将塑料瓶下侧开一个小孔，瓶中灌入清水，水就从小孔流出。用激光水平射向塑料瓶小孔，激光可由激光笔产生，观察光的传播路径。例1

如图所示,一半径为R的玻璃半球,折射率为1.5,现有一束均匀的平行光垂直入射到整个半球的底面上,进入玻璃半球的光线中不能直接从半球面出射的光线所占的百分比为多少?典例精析

例2空气中两条光线a和b从方框左侧入射,分别从方框下方和上方射出,其框外光线如图所示。方框内有两个折射率n=1.5的玻璃全反射棱镜。下图给出了两棱镜四种放置方式的示意图,其中能产生图甲效果的是(

)B备用工具&资料例1

如图所示,一半径为R的玻璃半球,折射率为1.5,现有一束均匀的平行光垂直入射到整个半球的底面上,进入玻璃半球的光线中不能直接从半球面出射的光线所占的百分比为多少?典例精析

(3)光导纤维的应用：光纤通信、医学上的内窥镜。如果把光导纤维聚集成束，使纤维在两端排列的相对位置一样，图像就可以从一端传到另一端。(4)光导纤维的优点：容量大，衰减小，抗干扰强。控制钮目镜物镜光导纤维内窥镜勺子是什么颜色的？课堂探究光从空气射入玻璃时，会发生哪些现象？折射角入射角反射角玻璃折射率较大：光密介质空气折射率较小：光疏介质一、全反射（5）光由光疏介质射入光密介质，折射角小于入射角。（6）光由光密介质射入光疏介质，折射角大于入射角。

O空气水光疏介质光密介质

O光疏介质光密介质空气水光由光密介质射入光疏介