第三节、认识全反射现象

第三节认识光的全反射现象周璐系列课件——光1、光的全反射现象3、发生全反射的条件2、临界角及其推导4、光导纤维的结构与应用目录5、生活中的全反射现象6、思考与研讨知识回顾①什么是光疏介质，什么是光密介质？②当一束平行光从空气斜射入玻璃时，在两种介质的分界面能够发生什么现象？这些光线满足什么关系？发现了什么？③训练：已知某玻璃的折射率为，一束光以i=300的角从该玻璃射向空气，求折射角r为多少？若i=450、600呢？（要求画一个光路图示意）2一、光的全反射现象实验探究观察与思考:1、i=0时，r=02、i增大，r也增大，且有ir3、在入射角增大的过程,反射光的强度逐渐增强,折射光的强度逐渐减弱.猜想：既然光由光密介质射入光疏介质时折射角大于入射角，由此可预料，当入射角增大到一定程度时，折射角就会接近900，这时折射光几乎沿着平行于界面的方向传播．如果入射角再增大，折射光会消失。光由玻璃进入空气时反射光的强度变化入射角增加，则反射光的强度随之逐渐增强,折射光线随之减弱;若光发生全反射时，则入射光全部反射回玻璃中光由光密介质射入光疏介质时，同时发生反射和折射，折射角大于入射角，随着入射角的增大，反射光线越来越强，折射光线越来越弱，当折射角增大到90°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．一、光的全反射现象ir真空介质CC全反射的定义：二、临界角1、定义：凡是光从光密介质（即折射率高的介质）射入光疏介质（即折射率低的介质）时，只要入射角大于某一数值，在他们的界面上都会发生全反射，这个数值的入射角叫做临界角。2、理解：折射角等于90°时的入射角叫做临界角，用符号C表示．3、推导临界角公式：光从折射率为n的某种介质射到空气(或真空)时的临界角C就是折射角等于90°时的入射角，根据折射定律可得：nCCsin1sin90sin因而：nC1sin说明：介质的折射率越大，那发生全反射的临界角越小三、发生全反射的条件①光从光密介质进入光疏介质；②入射角大于临界角C．训练1、光在某种介质中的传播速度为1.5×108m/s，若要使光在此介质射向真空时发生全反射，则入射角不可能的值是（）A、250B、350C、450D、600A训练2、一束光从折射率为的透明介质射入真空()A.入射角是200和300时,折射光线一样强B.入射角是500和600时,反射光线一样强C.入射角是200和300时,反射光线一样强D.入射角是300时比入射角是200时的反射光线强E.入射角是00时,折射光线最强2BDE四、光导纤维的结构与应用人们设计出用光密介质制成的纤维状的东西来传导光信号，光纤就是这样一种装置。光纤也叫做光导纤维。内芯外套OO′外套内芯n1n2n1＞n2演示实验点击画面观看动画弯曲的玻璃棒能传光光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到几百微米之间，由内芯与外套两层组成．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．把光导纤维聚集成束，使其两端纤维排列的相对位置相同，图像就可以从一段传到另一端了．光导纤维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光导纤维的用途很大，通过它可以实现光纤通信，如：传输声音，图象和各种数字信号等。光纤光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强．虽然光纤通信的发展历史只有20多年的，但是发展的速度是惊人的．五、生活中的全反射现象请同学说出身边有哪些现象与全反射现象有关。（如：自行车尾灯、全反射棱镜、研磨好的金刚石晶莹闪烁、海面及沙漠上的海市蜃楼现象等）中央电视台记者2001年9月12日在奔赴中国西部长江源头采访途中拍下了难得一见的“海市蜃楼”。当记者沿着青藏公路经过海拔2675米的万长盐桥时，突然看到远处的戈壁上，有沙丘飘浮在天空中，在阳光和浮云的作用下，沙丘不断变幻着颜色，沙丘的周围是“波光粼粼的湖水”，水面映出清晰的倒影。海市蜃楼海市蜃楼中新网2004年3月16日电据日本《读卖新闻》报道，15日上午11时30分左右(北京时间10时30分)，日本根室市职员谷口博之在北海道根室市海域的根室海峡上空，观测到了船悬于半空的海市蜃楼奇观，并将其拍摄下来。课堂小结：1、全反射现象及发生全反射现象的条件2、临界角及公式3、光导纤维和海市蜃楼等物理现象nC1sin思考与研讨（1）①如下图中的S是一个水下的单色点光源，想一想，在水面上你看到了什么？为什么？②请定性画出图中各光线的折射光线和反射光线。③若水的折射率n＝1.33，光源距水面的距离为1m。求出水面上能看到点光源S的面积。解：由临界角公式sinc=1/n和水的折射率n=1.33，可求得临界角C：sinc=c=arcsin根据几何知识:=tgcr=h×tgc=1×tg48.8=1.14∴面积S＝π×ｒ×ｒ＝3.14×1.14×1.14＝4.08=48.8在水中的鱼看来，水面和岸上的所有景物，都是出现在顶角为97.6°的倒立圆锥里，它的原因是什么？在鱼看来岸边的景物是什么样的？分析光学问题时要多画光路图喔！岸边景物分析：48.8°48.8°97.6°思考与研讨（2）解：由临界角公式SinC=1/n和水的率n=1.33，可求得临界角C：SinC=C=arcsin设圆锥的顶角为θ，则有θ=2C=97.60=48.80鱼眼里的世界