全反射讲课.pptx
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1、实验探究实验探究w注意观察随着入射角的增大,反射光和注意观察随着入射角的增大,反射光和折射光的能量如何变化折射光的能量如何变化w当入射角增大到某一值时,会出现什么当入射角增大到某一值时,会出现什么现象现象光由光密介质射入光疏介质时,随光由光密介质射入光疏介质时,随着入射角的增大,当折射角增大到着入射角的增大,当折射角增大到9090时,折射光线完全消失,只剩下反射光时,折射光线完全消失,只剩下反射光线,这种现象叫做全反射线,这种现象叫做全反射光由光疏介质射入光密介质时光由光疏介质射入光密介质时,能否发生全能否发生全反射?反射?一、光疏介质和光密介质w折射率小的介质叫光疏介质。折射率小的介质叫光疏
2、介质。w折射率大的介质叫光密介质。折射率大的介质叫光密介质。w注意注意:1、光疏和光密介质是相对的。因为折、光疏和光密介质是相对的。因为折射率的大小是相对的。射率的大小是相对的。几种介质的折射率几种介质的折射率介质介质空气空气水水金刚石金刚石折射率折射率1.000281.000281.331.332.422.42w2、不能理解为介质密度。如水和酒精、不能理解为介质密度。如水和酒精.临界角临界角(1)(1)全反射产生的条件全反射产生的条件:光线由光密介质射向光疏介质光线由光密介质射向光疏介质入射角大于等于临界角即入射角大于等于临界角即:i C:i C(2)临临界界角角C的的计计算算(重重点点):
3、根根据据折折射定律射定律 i=?鱼眼里的世界例例1 1、在水中的鱼看来,水面、在水中的鱼看来,水面上和岸上的所有景物,都出上和岸上的所有景物,都出现在顶角约为现在顶角约为97.697.6的倒立圆的倒立圆锥里,为什么?锥里,为什么?C 最大视角最大视角21、海市蜃楼海市蜃楼中新网中新网2004年年3月月16日电日电 据日本据日本读卖新闻读卖新闻报道,报道,15日上午日上午11时时30分左右分左右(北北京时间京时间10时时30分分),日本根,日本根室市职员谷口博之在北海道室市职员谷口博之在北海道根室市海域的根室海峡上空,根室市海域的根室海峡上空,观测到了观测到了船悬于半空的海市船悬于半空的海市蜃楼
4、奇观蜃楼奇观,并将其拍摄下来。,并将其拍摄下来。三、全反射现象的应用三、全反射现象的应用三、全反射现象的应用三、全反射现象的应用swf1光疏介质、光密介质的发布光疏介质、光密介质的发布中央电视台记者中央电视台记者2001年年9月月12日在奔赴中国西日在奔赴中国西部长江源头采访途中拍部长江源头采访途中拍下了难得一见的下了难得一见的“海市海市蜃楼蜃楼”。当记者沿着青。当记者沿着青藏公路经过海拔藏公路经过海拔2675米米的万长盐桥时,突然看的万长盐桥时,突然看到远处的戈壁上,到远处的戈壁上,有沙有沙丘飘浮在天空中,丘飘浮在天空中,在阳在阳光和浮云的作用下,沙光和浮云的作用下,沙丘不断变幻着颜色,沙丘
5、不断变幻着颜色,沙丘的周围是丘的周围是“波光粼粼波光粼粼的湖水的湖水”,水面映出清,水面映出清晰的倒影。晰的倒影。海市蜃楼海市蜃楼光疏介质、光密介质的发布光疏介质、光密介质的发布2 2、光导光导纤维纤维:光导纤维的用途很大,医学上将其制成内光导纤维的用途很大,医学上将其制成内光导纤维的用途很大,医学上将其制成内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窥镜,用来检查人体内脏的内部窥镜,用来检查人体内脏的内部窥镜,用来检查人体内脏的内部内窥镜的结构内窥镜的结构内窥镜的结构内窥镜的结构 光导纤维在医学上的光导纤维在医学上的光导纤维在医学上的光导纤维在医学上的应用应用应用应用S
6、WFA A A A、原理:利用全反射原理(思考光、原理:利用全反射原理(思考光、原理:利用全反射原理(思考光、原理:利用全反射原理(思考光纤内外层折射率的差别)纤内外层折射率的差别)纤内外层折射率的差别)纤内外层折射率的差别)B B B B、作用:传输光、图象或者其他信、作用:传输光、图象或者其他信、作用:传输光、图象或者其他信、作用:传输光、图象或者其他信息息息息CCCC、优越性:、优越性:、优越性:、优越性:光纤通信的主要优点光纤通信的主要优点光纤通信的主要优点光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强是容量大、衰减小、抗干扰性强是容量大、衰减小、抗干扰性强是容量大、衰减小、抗干扰性强
7、D D D D、应用:光纤通信,医学及工业内、应用:光纤通信,医学及工业内、应用:光纤通信,医学及工业内、应用:光纤通信,医学及工业内窥镜,饰品等窥镜,饰品等窥镜,饰品等窥镜,饰品等内内层层折折射射率率大大于于外外层层折折射射率率光导纤维的工作条件光导纤维的工作条件透明玻璃棒的折射率透明玻璃棒的折射率n,从一端以入射角,从一端以入射角i入射,光在棒内侧恰入射,光在棒内侧恰好发生全反射。好发生全反射。由图可知:由图可知:iCr由折射定律:由折射定律:只要只要iarcsin ,光将全部从右侧射出。光将全部从右侧射出。若上述直纤维棒长若上述直纤维棒长L,从另一端射出所需最长时间多少?,从另一端射出所
8、需最长时间多少?ADCB分析:所需时间最长,则路程最分析:所需时间最长,则路程最长,即入射光线长,即入射光线AB最长。最长。入射角为临界角入射角为临界角C即发生全反射,即发生全反射,光才能全部从另一端射出。光才能全部从另一端射出。(多次全反射和一次全反射计算(多次全反射和一次全反射计算结果同结果同,只不过分成若干段只不过分成若干段)解:设一次全反射时路程解:设一次全反射时路程S=2AB=20.5L/SinC=nL.光在纤维中的速度光在纤维中的速度v=c/n 最长时间最长时间t=S/V=n2L/C3 3 3 3、全反射棱镜:、全反射棱镜:、全反射棱镜:、全反射棱镜:(截面为等腰直角三角形的棱(截
9、面为等腰直角三角形的棱(截面为等腰直角三角形的棱(截面为等腰直角三角形的棱镜)镜)镜)镜)454545454545SWFA A、原理:利用全反射原理、原理:利用全反射原理B B、作用:改变光路、作用:改变光路CC、优越性:反光率高、优越性:反光率高,接近达到接近达到100%100%,成,成像失真小像失真小.D D、应用:精密昂贵的光学仪器中,比方说、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,望远镜显微镜,单反相机,潜望镜,望远镜 4 4 4 4、珠宝的鉴赏(、珠宝的鉴赏(、珠宝的鉴赏(、珠宝的鉴赏(玻璃:玻璃:玻璃:玻璃:323232320 0 0 0-42-42-42-42
10、0 0 0 0 金金金金刚石:刚石:刚石:刚石:24.424.424.424.40 0 0 0)如图:如图:n=1.52求视野角度求视野角度?12cm20cm坦克内部坦克内部/2知最大折射角,求最大知最大折射角,求最大入射角入射角要使外界要使外界1800范围景物全范围景物全部被观察到,应嵌入折射部被观察到,应嵌入折射率多大的玻璃砖?率多大的玻璃砖?折射角折射角300、入射角、入射角900.本节小结:本节小结:1 1 1 1、光疏介质与光密介质的理解。、光疏介质与光密介质的理解。、光疏介质与光密介质的理解。、光疏介质与光密介质的理解。2 2 2 2、全反射的定义。、全反射的定义。、全反射的定义。
11、、全反射的定义。4 4 4 4、临界角的定义与计算。、临界角的定义与计算。、临界角的定义与计算。、临界角的定义与计算。3 3 3 3、全反射的条件及判断。、全反射的条件及判断。、全反射的条件及判断。、全反射的条件及判断。5 5 5 5、全反射的应用。、全反射的应用。、全反射的应用。、全反射的应用。重要提示 在运用光的折射定律作光路图解决实在运用光的折射定律作光路图解决实际问题时际问题时,首先要确定临界角首先要确定临界角,看看是否会发是否会发生全发射生全发射,在确定未发生全反射的情况下在确定未发生全反射的情况下,再根据折射定律确定入射角或折射角再根据折射定律确定入射角或折射角.思考思考:请大家思
12、考生活当中下列请大家思考生活当中下列现象与全反射现象有什么关系现象与全反射现象有什么关系?1光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是()A光从玻璃射到分界面上,入射角足够小光从玻璃射到分界面上,入射角足够小B光从玻璃射到分界面上,入射角足够大光从玻璃射到分界面上,入射角足够大C光从空气射到分界面上,入射角足够小光从空气射到分界面上,入射角足够小D光从空气射到分界面上,入射角足够大光从空气射到分界面上,入射角足够大 B2光纤通信是一种现代通信手段,它可以提供大容量、高光纤通信是一种现代通信手段,它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务目前,我国正
13、在大力建设高质量速度、高质量的通信服务目前,我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络下列说法正确的是的宽带光纤通信网络下列说法正确的是()A光纤通信利用光作为载体来传播信息光纤通信利用光作为载体来传播信息B光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理C光导纤维传递光信号是利用光的色散原理光导纤维传递光信号是利用光的色散原理D目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝AD第第二二课课时时3光在某种介质中传播的速度为光在某种介质中传播的速度为1.5108 m/s,那么,光从,那么,光从此介质射向空气并发生全反射的临界角应
14、为此介质射向空气并发生全反射的临界角应为()A60B45 C30 D75n=1/SinC=C/VC4已知某种介质的折射率已知某种介质的折射率n ,在这种介质与空气的交界,在这种介质与空气的交界面面MN上有光线入射,如图上有光线入射,如图13210所画的光路中,哪个是正所画的光路中,哪个是正确的确的(MN上部是空气,上部是空气,MN下部是介质下部是介质)()1.全反射条件全反射条件:SinC=1/nC=450.2.n=Sini/SinrC5在图在图13211中,中,ABC是一块玻璃直角三棱镜的主截面,是一块玻璃直角三棱镜的主截面,折射率折射率n1.5.当一束光垂直于当一束光垂直于BC面射到棱镜上
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