4.2.1全反射 课件-高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第四章

光4.2.1全反射趣味实验：消失的文字袋面字能看见，袋子内文字为什么会消失呢？课堂引入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：②光疏和光密是光学特性，不指介质的密度。温故而知新入射角

折射角光从光疏介质进入光密介质光从光密介质进入光疏介质入射角

折射角入射角增大，会出现什么现象？温故而知新观察全反射现象随着入射角的逐渐增大，观察反射光线和折射光线的变化。实验探究

光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，随着入射角增大，折射光线越来越偏离法线，折射光线越来越弱，而反射光线越来越强，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，这种现象叫做全反射。这时的入射角叫临界角，一般用字母C表示。折射角θ2为90°时，发生全反射现象．1.定义：一、全反射3.发生全反射的条件：①光从光密介质射入光疏介质②入射角大于或等于临界角2.临界角

折射角等于900时的入射角

即：刚好发生全反射时的入射角注意：(1)只有光从介质射入真空（空气）的交界面时，

才能这样求临界角。(2)n越大，临界角越小，也就越容易发生全发射。

n真=1

n水=1.33

n玻=1.5~1.9

C水=48.8°

C玻璃=32°~42°真空（空气）某介质折射率与临界角的关系：（光由介质射入真空中）一、全反射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）一、全反射

例1、某介质的折射率为

，一束光从介质射向空气，入射角为60°，图中哪个光路图是正确的？一、全反射4.现象解释

水中和玻璃中的气泡，看起来特别明亮，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。一、全反射空气袋内字文字“消失术”袋面字水4.现象解释一、全反射(1)截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜(2)原理：利用全反射原理(3)特点：(玻璃的临界角为32°—42°)

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

②反射面不必涂敷任何反光物质(4)作用：改变光的方向，可使光的传播方向改变90°或180°45

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1.全反射棱镜二、全反射的应用二、全反射的应用改变光的方向二、全反射的应用

常见物质的临界角：水：48.80

玻璃：320-420

金刚石：24.40二、全反射的应用二、全反射的应用例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的全反射玻璃棱镜。下列选项给出了两棱镜的四种放置方式的示意图．其中能产生图中效果的是(

)B二、全反射的应用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……1.全反射棱镜二、全反射的应用(1)原理：利用全反射原理(2)构造：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(3)优点：容量大、衰减小、抗干扰性强2.光导纤维二、全反射的应用2.光导纤维二、全反射的应用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2.光导纤维二、全反射的应用光纤通信光纤通信的主要优点是：

容量大、衰减小、抗干扰性强．2.光导纤维二、全反射的应用光纤装饰照明2.光导纤维二、全反射的应用二、全反射的应用解释：

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。3-1.海市蜃楼(海面)海上蜃景解释：

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3-2.海市蜃楼（沙漠或马路）二、全反射的应用

请大家思考生活当中下列现象与全反射现象有什么关系?二、全反射的应用思维导图例3、如图是在高山湖泊边拍摄的一张风景照片，湖水清澈见底，近处湖面水下的景物(石块、沙砾等)都看得很清楚，而远处只看到对岸山峰和天空的倒影，水面下的景物则根本看不到．下列说法正确的是()A．远处山峰的倒影非常清晰，是因为山峰的光线在水面上发生了全反射B．光线由水射入空气，光的波速变大，波长变小C．远处水面下景物的光线射到水面处，入射角很大，可能发生了全反射，所以人眼看不见D．近处水面下景物的光线射到水面处，入射角较小，反射光强而折射光弱，因此有较多的能量射出水面而进入人眼中C课堂练习例4．(全反射的应用)光纤通信是一种现代化的通信手段，它可以为客户提供大容量、高速度、高质量的通信服务，为了研究问题方便，我们将光导纤维简化为一根长直玻璃管，