全反射（課件）-高二物理（人教版2019選擇性）

第四章：第2節(jié)全反射高中物理選擇性必修第一冊主講老師：陳慶威目錄CONTENT高中物理選擇性必修第一冊全反射全反射棱鏡光導(dǎo)纖維學(xué)以致用新課引入00.高中物理選擇性必修第一冊

水中的氣泡和葉子上的露珠看起來特別明亮，這又是為什么呢？全反射第一部分光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)01.高中物理選擇性必修第一冊1.光疏介質(zhì)：折射率較小的介質(zhì)（光在光疏介質(zhì)中傳播速度相對較大）。2.光密介質(zhì)：折射率較大的介質(zhì)（光在光密介質(zhì)中傳播速度相對較?。Ｌ貏e提醒：光疏和光密是從介質(zhì)的光學(xué)特性來說的,并不是它的密度大小。如酒精的密度比水小,但酒精和水相比,酒精是光密介質(zhì)。高中物理選擇性必修第一冊

光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)的理解02.高中物理選擇性必修第一冊折射角、入射角與介質(zhì)03.5.折射角與入射角：光由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)，折射角小于入射角。光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，折射角大于入射角。

O空氣水光疏介質(zhì)光密介質(zhì)思考：光由光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，如果入射角不斷增大，使折射角增大到90o時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

O光疏介質(zhì)光密介質(zhì)空氣水高中物理選擇性必修第一冊實(shí)驗(yàn)與觀察04.現(xiàn)象：隨著入射角的逐漸增大的過程中，折射角逐漸增大；折射光線亮度逐漸減弱；反射角逐漸增大；反射光線亮度逐漸增強(qiáng)；當(dāng)入射角增大到某一角度時(shí)，折射光線消失，所有光線全部反射。全反射05.高中物理選擇性必修第一冊全反射：當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，入射角逐漸增大到某一角度，光線全部被反射回原光密介質(zhì)的現(xiàn)象。臨界角：當(dāng)光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，折射角等于900角時(shí)的入射角叫做臨界角。用C表示。玻璃空氣發(fā)生全反射的條件06.高中物理選擇性必修第一冊1.光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)；2.入射角等于或大于臨界角；臨界角C的大小由折射率可得：玻璃空氣臨界角的正弦值：

思考與拓展07.高中物理選擇性必修第一冊由于不同介質(zhì)的折射率不同，在光從介質(zhì)射入空氣（真空）時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角是不一樣的。怎樣計(jì)算光從折射率為n的某種介質(zhì)射入空氣（真空）發(fā)生全反射時(shí)的臨界角C？計(jì)算時(shí)可以先考慮圖示的情形——光以接近90°的入射角從空氣射入介質(zhì)，求出這時(shí)的折射角。根據(jù)光路可逆的道理，也就知道光從介質(zhì)射入空氣時(shí)發(fā)生全反射的臨界角了。不同介質(zhì)的臨界角08.高中物理選擇性必修第一冊介質(zhì)水玻璃金剛石折射率n1.331.5~1.9n＝2.42臨界角C48.8°32°~42°24.4°教材例題09.高中物理選擇性必修第一冊在潛水員看來，岸上的所有景物都出現(xiàn)在一個(gè)倒立的圓錐里，為什么？這個(gè)圓錐的頂角是多大？

設(shè)圓錐的頂角為α，則有α＝2C＝97.6°即圓錐的頂角為97.6°。

全反射棱鏡第二部分全反射棱鏡01.高中物理選擇性必修第一冊全反射棱鏡：玻璃棱鏡的截面為等腰直角三角形，當(dāng)光從圖中所示的方向射入玻璃時(shí)，由于光的方向與玻璃面垂直，光線不發(fā)生偏折。但在玻璃內(nèi)部，光射向玻璃與空氣的界面時(shí)，入射角大于臨界角，發(fā)生全反射。

與平面鏡相比，它的反射率高，幾乎可達(dá)100%。這種棱鏡在光學(xué)儀器中可用來改變光的方向。高中物理選擇性必修第一冊全反射棱鏡光路02.當(dāng)光線由AB面垂直入射時(shí)：橫截面是等腰直角三角形的棱鏡當(dāng)光線由AC面垂直入射時(shí)：變化90°變化180°ABCCBA在AC面發(fā)生全反射，垂直由BC面出射．在AB、BC面發(fā)生兩次全反射，垂直由AC面出射．高中物理選擇性必修第一冊雙筒望遠(yuǎn)鏡中的全反射棱鏡全反射棱鏡的應(yīng)用03.高中物理選擇性必修第一冊自行車尾燈全反射棱鏡的應(yīng)用04.高中物理選擇性必修第一冊潛望鏡全反射棱鏡的應(yīng)用05.光導(dǎo)纖維第三部分觀察與思考01.高中物理選擇性必修第一冊如圖,激光筆發(fā)出的光射入一根彎曲的有機(jī)玻璃棒的一端，觀察光傳播的路徑有什么特點(diǎn)。觀察光在彎曲的有機(jī)玻璃棒中的傳播路徑當(dāng)光在有機(jī)玻璃棒內(nèi)傳播時(shí)，如果從有機(jī)玻璃射向空氣的入射角大于臨界角，光會(huì)發(fā)生全反射，于是光在有機(jī)玻璃棒內(nèi)沿著鋸齒形路線傳播。這就是光導(dǎo)纖維導(dǎo)光的原理。高中物理選擇性必修第一冊實(shí)用光導(dǎo)纖維的直徑只有幾微米到一百微米。因?yàn)楹芗?xì)，一定程度上可以彎折。它由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射。光導(dǎo)纖維02.光導(dǎo)纖維應(yīng)用1——內(nèi)窺鏡03.高中物理選擇性必修第一冊

如果把光導(dǎo)纖維聚集成束，使纖維在兩端排列的相對位置一樣，圖像就可以從一端傳到另一端（圖1）。醫(yī)學(xué)上用這種光纖制成內(nèi)窺鏡（圖2）用來檢查人體胃、腸、氣管等臟器的內(nèi)部。實(shí)際的內(nèi)窺鏡裝有兩組光纖，一組把光傳送到人體內(nèi)部進(jìn)行照明，另一組把體內(nèi)的圖像傳出供醫(yī)生觀察。圖2圖1高中物理選擇性必修第一冊光纖通信的主要優(yōu)點(diǎn)：容量大、衰減小、抗干擾性強(qiáng)。光纖光導(dǎo)纖維應(yīng)用2——光纖通信04.光也可以像無線電波那樣，作為載體來傳遞信息。載有聲音、圖像以及各種數(shù)字信號的激光從光纖的一端輸入，就可以傳到千里以外的另一端，實(shí)現(xiàn)光纖通信。高中物理選擇性必修第一冊將塑料瓶下側(cè)開一個(gè)小孔，瓶中灌入清水，水就從小孔流出。用激光水平射向塑料瓶小孔（圖激光可由激光筆產(chǎn)生），觀察光的傳播路徑。水流導(dǎo)光做一做——水流導(dǎo)光05.水流導(dǎo)光實(shí)驗(yàn)演示06.高中物理選擇性必修第一冊學(xué)以致用第四部分問題與思考01.高中物理選擇性必修第一冊思考1：水中的魚看水面和岸上的景物，是一種什么體驗(yàn)?zāi)?？水的折射率?.33所以C=48.80則有圓錐頂角θ=2C=97.60結(jié)論：水中的一切生物看水面上和岸上的所有景物，都出現(xiàn)在頂角約為97.6°的倒立圓錐里。光的反射02.高中物理選擇性必修第一冊結(jié)論：光從水中射向空氣時(shí)，一部分光在分界面上發(fā)生了全反射。思考2：草葉上露珠特別明亮，為什么？光的反射03.高中物理選擇性必修第一冊思考3：海市蜃景和沙漠蜃景有區(qū)別嗎？

夏天，在氣壓恒定的海面上，空氣密度隨高度增加而減小，對光的折射率也隨之減小，從而形成一具有折射率梯度的空氣層.當(dāng)光線通過此空氣層時(shí)，將發(fā)生偏折.1.上現(xiàn)蜃景——海市蜃樓2.下現(xiàn)蜃景——沙漠蜃景

在沙漠里，白天沙石被太陽曬得灼熱，接近沙層的氣溫升高極快。由于空氣不善于傳熱，所以在無風(fēng)的時(shí)候，空氣上下層間的熱量交換極小，遂使下熱上冷的氣溫垂直差異非常顯著，并導(dǎo)致下層空氣密度反而比上層小的反常現(xiàn)象.課堂小結(jié)第五部分課堂小結(jié)高中物理選擇性必修第一