高二物理人教版选择性必修第一册教学课件《全反射》

4.2全反射第四章

光教学目的1、知道什么是光疏介质和光介质．2.理解光的全反射现象，掌握发生全反射的条件．3.理解临界角的物理意义，会根据公式确定光从介质射入真空（空气）时的临界角．学习任务1、知道什么是光疏介质和光介质．2.理解光的全反射现象，掌握发生全反射的条件．3.理解临界角的物理意义，会根据公式确定光从介质射入真空（空气）时的临界角．全反射水中的气泡看上去特别明亮，这是为什么呢？光疏介质和光密介质光密介质：折射率较大的介质光疏介质：折射率较小的介质光疏介质和光密介质是相对的介质1相对介质2是光疏介质介质1与介质2相对空气都是光密介质全反射

光由光密介质进入光疏介质时，如果入射角不断增大，使折射角增大到90º时，会出现什么现象？有何规律？全反射1、当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射。2、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。3、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，这时的入射角叫作临界角。演示：观察全反射议一议：1、发生全反射的条件是什么？2、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等于多少？全反射全反射条件：1、从光密介质射入光疏介质时，2、如果入射角等于或大于临界角。全反射角

水的临界角为48.8°，各种玻璃的临界角为32°至42°，金刚石的临界角为24.4°

科研和技术中常常通过测量临界角来测定材料的折射率。折射率与全反射角1.000

28空气1.54水晶1.33水1.5~1.9玻璃1.36酒精1.63二硫化碳1.55岩盐2.42金刚石几种介质的折射率几种介质对空气的临界角48.6°水30°~42°玻璃47.3°酒精38.1°二硫化碳42.9°甘油24.4°金刚石临界角物质（液体）临界角物质（固体）全反射尝试解释下例题精讲

在潜水员看来，岸上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里，为什么？这个圆锥的顶角是多大？解：几乎贴着水面射入水里的光线，在潜水员看来是从折射角为C的方向射来的，水面上其他方向射来的光线，折射角都小于C。因此他认为水面以上所有的景物都出现在顶角为2C的圆锥里。

由公式

和水的折射率n＝1.33，可求得临界角设圆锥的顶角为α，则有α＝2C＝97.6°即圆锥的顶角为97.6°。例题精讲如图所示，楔形玻璃的横截面POQ的顶角为30∘，OP边上的点光源S到顶点O的距离为d，垂直于OP边的光线SN在OQ边的折射角为45∘。不考虑多次反射，OQ边上有光射出部分的长度为(

)A.B.C.dD.小试牛刀C全反射棱镜全反射棱镜：玻璃棱镜的截面为等腰直角三角形，在玻璃内部，光射向玻璃与空气的界面时，发生全反射。它的反射率高，几乎可达100%。光导纤维光导纤维：当光在有机玻璃棒内传播时，如果从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。

实用光导纤维的直径只有几微米到一百微米。它由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射光导纤维

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。内窥镜光纤通讯

光也可以像无线电波那样，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，就可以传到千里以外的另一端，实现光纤通信。演示：水流导光光纤海市蜃楼议一议：海市蜃楼是如何形成？全反射的应用大气中的光现象——海市蜃楼（海面）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，再射会地面，观察者感觉这光线来自空中。正立虚象大气中的光现象——海市蜃楼（沙漠或马路）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。倒立虚象小结一、光疏介质与光密介质1、定义:2、理解:①相对性。②以折射率为依据的，与介质的其它属性无关。二、全反射:1、全反射现象：2、临界角:3、临界角的计算4、发生全反射的条件:①、光从光密介质射向光疏介质

②、入射角大于或等于临界角,即i≥C三、全反射的应用:会解释光导纤维、自行车的尾灯、海边、沙漠的蜃景、早晨闪亮的露珠等如图所示，截面为直角三角形的玻璃砖放置在水平面上，其中∠B=30∘，现有一束平行于BC边的单色光，从AB边上的中点D射入玻璃砖并从AC边射出。已知玻璃砖对该单色光的折射率为

，不考虑光线在玻璃砖内的多次反射，下列说法正确的是(

)A.光在AB边的入射角为30∘B.光在BC边的入射角为30∘C.光垂直于AC边射入空气D.增大光在D点的入射角，光可能在AB边发生全反射小试牛刀C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