【课件】全反射2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

新人教版

高中物理选择性必修一

第四章光

第2课

全反射思考：为什么水滴晶莹剔透呢？课堂引入一、全反射1.光疏介质和光密介质：光疏介质：两种介质中折射率n较小的介质叫做光疏介质。光密介质：两种介质中折射率n较大的介质叫做光密介质。【注意】①相对大小：如水和空气；水和金刚石比较…

②不是介质的密度。如水和酒精…光从光疏进入光密介质，或从光密到光疏介质分别会怎么偏转？NN'AOB光疏介质光密介质ir光从光疏介质进入光密介质光从光密介质进入光疏介质iNN'AOB光疏介质光密介质r思考：光密射向光疏或光疏射向光密，入射角增大，折射角也增大，谁先达到90°？

若继续增大入射角？一、全反射i>r速度变小i<r速度变大一、全反射现象：入射角逐渐增大：1.折射角逐渐增大，折射光线亮度逐渐减弱;2.反射角逐渐增大，反射光线亮度逐渐增强；

3.当入射角增大到某一角度时，折射角度达到90时，折射光完全消失，所有光线全部反射。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。此时的入射角称为——临界角（用C表示）发生全反射的条件：（1）光从光密介质射入光疏介质；一、全反射（2）入射角等于或大于临界角；特殊的，当光疏介质为空气（真空）时，临界角C等于？不同介质的临界角不同介质水各种玻璃金刚石折射率1.331.5~1.82.42临界角C48.8°32°~42°24.5°（1）折射率越大，临界角越小，越容易发生全反射；（2）临界角和折射率可以互求。一、全反射上现蜃景解释：海面上下层空气温度低，密度大，折射率大，上层空气温度高，密度小，折射率小，远方物体发出的光线向空中入射时不断折射弯曲，到某高度时发生全反射，再射回地面，观察者感觉这光线来自空中。1、上现蜃景，海市蜃楼解释：

贴近地面空气温度高，密度小，折射率小，上层空气温度低，密度大，折射率大。远方物体发出的有些光线向地面入射时不断折射弯曲，到地面附近时发生全反射，再折向上射向远处空中，观察者感觉这光线来自地下。倒立虚象2、下现蜃景，沙漠蜃景二、全反射的应用全反射是自然界中常见的现象。例如，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。二、全反射的应用精密光学仪器全反射棱镜二、全反射的应用全反射棱镜：45

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变化90°45

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变化180°思考：全反射棱镜的折射率应满足什么条件？二、全反射的应用结构：截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜。特点：①当光垂直于它的任意一个界面射入后，都会在其内部发生全反射，与平面镜相比，它的反射率很高，几乎可达100%

。②反射面不必涂敷任何反光物质，反射时失真小。作用：改变光的方向，可使光的传播方向改变90°或180°。

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（opticalfiber）已经普遍应用到通信领域。这其中就用到了全反射原理。光纤之父高锟（1933-2018）三、光导纤维三、光导纤维三、光导纤维原理：利用全反射原理。构造：实用光导纤维的直径只有几微米到一百微米。因为很细，一定程度上可以弯折。由折射率较高的玻璃内芯和折射率较低的外层透明介质组成，因为内芯的折射率比外套的大，所以，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射，于是光在有机玻璃棒内沿着锯齿形路线传播。优点：容量大、衰减小、抗干扰性强。

若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。医学上用这种光纤制成内窥镜、用来检查人体胃、肠、气管等脏器的内部。实际的内窥镜装有两组光纤，一组把光传送到人体内部进行照明，另一组把体内的图像传出供医生观察。光也可像无线电波那样，作为载体来传递信息。载有声音、图像以及各种数字信号的激光从光纤的一端输入，就可传到千里以外的另一端，实现光纤通信，一路光纤的传输能力理论值为二十亿路电话，一千万路电视。虽然光纤通信的发展历史只有20多年，但是发展的速度是惊人的。

三、光导纤维的应用1.(多选)如图所示，ABCD是两面平行的透明玻璃砖，AB面和CD面是玻璃和空气的界面，分别设为界面Ⅰ和界面Ⅱ。光线从界面Ⅰ射入玻璃砖，再从界面Ⅱ射出回到空气中。如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角，则(

)A.只要入射角足够大，光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象B.只要入射角足够大，光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象C.不管入射角多大，光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象D.不管入射角多大，光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象CD2．如图所示，半圆形玻璃砖放在空气中，三条同一颜色、强度相同的光线，均由空气沿半圆半径方向射入玻璃砖，到达玻璃砖的圆心位置。下列说法正确的是（）A．假若三条光线中只有一条在O点发生了全反射，那一定是aO光线B．假若光线bO能发生全反射，那么光线cO一定能发生全反射C．假若光线bO能发生全反射，那么光线aO一定不能发生全反射D．假若光线aO恰能发生全反射，那么光线bO的反射光线比光线cO的反射光线的亮度小A3.如图所示，AB为一直光导纤维，AB之间距离为s，使一光脉冲信号从光导纤维中间入射，射入后在光导纤维内芯与外套的界面上恰好发生全反射，由A点传输到B点所用时间为t，求光导纤维所用材料的折射率n。(已知光在真空中的传播速度为c)

【详解】根据折射定律有

，可得光进入玻璃后光线与竖直方向夹角为30°；过O点的光线垂直入射到AB界面上的C点射出，C到B之间没有光线射出，越接近A的光线入射角越大，全反射的可能性越大，根据临界角公式,可得临界角为

，如果界面上临界角为D，此