全反射课件人教版选修

1、第二节全反射第二节全反射第十三章光第十三章光新知初探自主学习新知初探自主学习一、全反射一、全反射1光疏介质和光密介质光疏介质和光密介质两种介质相比较，折射率两种介质相比较，折射率_的介质叫光疏介质，折射率的介质叫光疏介质，折射率_的介质叫光密介质的介质叫光密介质说明说明：光密介质和光疏介质是相对的：光密介质和光疏介质是相对的2全反射全反射(1)定义：光从定义：光从_介质射向介质射向_介质时，当入射角增大介质时，当入射角增大到某一角度，使折射角达到到某一角度，使折射角达到_时，时，_完全消失，完全消失，只剩下只剩下_的现象叫全反射的现象叫全反射较小较小较大较大光密光密光疏光疏90折射光折射光反射

2、光反射光90入射入射光密光密光疏光疏大于或等于大于或等于二、全反射棱镜二、全反射棱镜1形状：形状：截面为截面为_三角形的棱镜三角形的棱镜2光学特性光学特性(1)当光垂直于截面的直角边射入棱镜时，光在截面的斜边当光垂直于截面的直角边射入棱镜时，光在截面的斜边上发生上发生_，光射出棱镜时，传播方向改变了，光射出棱镜时，传播方向改变了_.(2)当光垂直于截面的斜边射入棱镜时，在两个直角边上各当光垂直于截面的斜边射入棱镜时，在两个直角边上各发生一次发生一次_，使光的传播方向改变了，使光的传播方向改变了_.等腰直角等腰直角全反射全反射90全反射全反射180三、光导纤维及其应用三、光导纤维及其应用1原理：

3、原理：利用了光的利用了光的_2构造：构造：光导纤维是非常细的特制玻璃丝，由内芯和外套光导纤维是非常细的特制玻璃丝，由内芯和外套两层组成内芯的折射率比外套的两层组成内芯的折射率比外套的_，光传播时在内芯，光传播时在内芯与外套的界面上发生与外套的界面上发生_3主要优点：主要优点：容量大、容量大、_损耗小，抗干扰能力强、损耗小，抗干扰能力强、_等等全反射全反射大大全反射全反射能量能量保密性好保密性好要点探究讲练互动要点探究讲练互动要点一对全反射的理解要点一对全反射的理解1全反射的条件全反射的条件(1)光由光密介质射向光疏介质光由光密介质射向光疏介质(光密介质与光疏介质是相光密介质与光疏介质是相对而言

4、的对而言的)(2)入射角大于或等于临界角入射角大于或等于临界角2全反射遵循的规律全反射遵循的规律发生全反射时，光全部返回原介质，入射光与反射光遵循发生全反射时，光全部返回原介质，入射光与反射光遵循光的反射定律，由于不存在折射光线，光的折射定律不再光的反射定律，由于不存在折射光线，光的折射定律不再适用适用3从能量角度来理解全反射从能量角度来理解全反射当光从光密介质射入光疏介质时，随着入射角增大，折射角当光从光密介质射入光疏介质时，随着入射角增大，折射角也增大，同时折射光线强度减弱，即折射光线能量减小，反也增大，同时折射光线强度减弱，即折射光线能量减小，反射光线强度增大，能量增加，当入射角达到临界

5、角时，折射射光线强度增大，能量增加，当入射角达到临界角时，折射光线强度减弱到零，反射光的能量等于入射光的能量光线强度减弱到零，反射光的能量等于入射光的能量例例1【规律总结规律总结】不同色光的临界角不同色光的临界角不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时，频率越高不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时，频率越高的光的临界角越小，越易发生全反射的光的临界角越小，越易发生全反射跟踪训练跟踪训练1如图所示，一束白光从顶角为如图所示，一束白光从顶角为的棱镜的一个侧的棱镜的一个侧面面AB以较大的入射角以较大的入射角i入射，经三棱镜后，在屏入射，经三棱镜后，在屏P上可得到彩上可得到彩色光带，当入射角逐渐减小到

6、零的过程中，若屏上的彩色光色光带，当入射角逐渐减小到零的过程中，若屏上的彩色光带先后全部消失，则带先后全部消失，则()A红光最先消失，紫光最后消失红光最先消失，紫光最后消失B紫光最先消失，红光最后消失紫光最先消失，红光最后消失C紫光最先消失，黄光最后消失紫光最先消失，黄光最后消失D红光最先消失，黄光最后消失红光最先消失，黄光最后消失要点二光导纤维要点二光导纤维1. 构造及传播原理构造及传播原理光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝，直径只有光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝，直径只有1 m100 m左右，如图所示，它是由内芯和外套两层组成，内芯的左右，如图所示，它是由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外

7、套的折射率，光由一端进入，在两层的界面折射率大于外套的折射率，光由一端进入，在两层的界面上经过多次全反射，从另一端射出，光导纤维可以远距离上经过多次全反射，从另一端射出，光导纤维可以远距离传播光，光信号又可以转换成电信号，进而变为声音、图传播光，光信号又可以转换成电信号，进而变为声音、图像如果把许多像如果把许多(上万根上万根)光导纤维合成一束，并使两端的纤光导纤维合成一束，并使两端的纤维按严格相同的次序排列，就可以传播图像维按严格相同的次序排列，就可以传播图像 如图所示，一根长为如图所示，一根长为L的直光导纤维，它的折射率为的直光导纤维，它的折射率为n.光从它的一个端面射入，又从另一端面射出所

8、需要的最长光从它的一个端面射入，又从另一端面射出所需要的最长时间为多少？时间为多少？(设光在真空中的光速为设光在真空中的光速为c)例例2【名师点评名师点评】光导纤维是全反射现象的应用，其构造由内光导纤维是全反射现象的应用，其构造由内芯和外套组成，内芯的折射率大于外套与此题相关的一类芯和外套组成，内芯的折射率大于外套与此题相关的一类求极值的问题，极值存在的条件均与全反射临界角有关求极值的问题，极值存在的条件均与全反射临界角有关跟踪训练跟踪训练2如图所示是两个城市间的光缆中的一条光导纤如图所示是两个城市间的光缆中的一条光导纤维，光缆长为维，光缆长为L，它的玻璃芯的折射率为，它的玻璃芯的折射率为n1

9、，外层材料的折，外层材料的折射率为射率为n2，光在空气中的传播速度为，光在空气中的传播速度为c，光由它的一端射入，光由它的一端射入，经全反射后从另一端射出经全反射后从另一端射出(已知已知sin n2/n1，其中，其中为全反射为全反射的临界角的临界角)，则有，则有()An1n2Bn1n2C光从它的一端射入到从另一端射出所需要的时间等于光从它的一端射入到从另一端射出所需要的时间等于L/cD光从它的一端射入到从另一端射出所需要的时间等于光从它的一端射入到从另一端射出所需要的时间等于n1L/n2c例例3【答案答案】30光路图如解析图所示光路图如解析图所示【名师归纳名师归纳】光路要根据折射定律边计算边画

10、光路要根据折射定律边计算边画寻规探法思维启迪寻规探法思维启迪在全反射中光线范围的确定在全反射中光线范围的确定【范例范例】半径为半径为R的半圆柱形玻璃，横截面如图所示，的半圆柱形玻璃，横截面如图所示，O为圆心，已知玻璃的折射率为，当光由玻璃射向空气时为圆心，已知玻璃的折射率为，当光由玻璃射向空气时,发发生全反射的临界角为生全反射的临界角为45.一束与一束与MN平面成平面成45的平行光的平行光束射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从束射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从MN平面上射出平面上射出,求能从求能从MN面上射出的光束的宽度为多少面上射出的光束的宽度为多少?【名师归纳名师归纳】从本题中看到解决全反射问题的关键：从本题中看到解决全反射问题的关键：准准确熟练地作好光路图；确熟练地作好光路图；抓住特殊光线的分析，抓住特殊光线的分析，求光线照射求光线照射的范围时，关键是