高中物理光的全反射

1、美麗的光纖裝飾,美麗的光纖裝飾,美麗的光纖裝飾,晶瑩剔透的露珠,一 .光疏介質(zhì)和光密介質(zhì),1.定義: （1）光疏介質(zhì):兩種介質(zhì)中折射率較小的介質(zhì)叫做光疏介質(zhì). （2）光密介質(zhì):兩種介質(zhì)中折射率較大的介質(zhì)叫做光密介質(zhì).,光從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)時(shí)， 入射角_折射角 光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)， 入射角_折射角,思考 光進(jìn)入不同介質(zhì)時(shí)的角度大小關(guān)系：,1.光疏介質(zhì)光密介質(zhì)是相對(duì)而言的.只有對(duì)給定的兩種介質(zhì)才能談光疏介質(zhì)與光密介質(zhì).沒(méi)有絕對(duì)的光密介質(zhì).,2.光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)的界定是以折射率為依據(jù)的,與介質(zhì)的其它屬性(如密度等)無(wú)關(guān).,n水1.33 n玻璃1.5-1.9 n金剛石2.42,水和酒精：

2、 n水1.33 n酒精1.36,酒精相對(duì)于水而言是光密介質(zhì)，但水酒精,二 .全反射,1,2,n,n,a,o,b,光疏介質(zhì),光密介質(zhì),b,1,2,n,n,a,o,光密介質(zhì),光疏介質(zhì),逐漸增大入射角，當(dāng)入射角增大到某一角度，折射角接近90時(shí)，繼續(xù)增大入射角，這時(shí)會(huì)發(fā)生什么情況？,結(jié)論：隨著入射角的增大，反射角、折射角都隨之增大，同時(shí)反射光的強(qiáng)度增強(qiáng)，折射光的強(qiáng)度減弱.當(dāng)入射角達(dá)到某一角度時(shí)折射角為900，此時(shí)，在界面上只有反射光線，沒(méi)有折射光線，發(fā)生了全反射，此時(shí)的入射角叫做臨界角，用c表示.,1. 全反射現(xiàn)象 當(dāng)光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角.當(dāng)入射角增大到某一角度時(shí)，折射角等于9

3、00，此時(shí)，折射光完全消失入射光全部返回原來(lái)的介質(zhì)中，這種現(xiàn)象叫做全反射.,2. 臨界角 光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，折射角等于900時(shí)的入射角用字母 c 表示.臨界角是指光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，發(fā)生全反射形象時(shí)的最小入射角，是發(fā)生全反射的臨界狀態(tài).,當(dāng)光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)： 若入射角 i c，則不發(fā)生全反射，既有反射又有折射形象. 若入射角 i c，則發(fā)生全反射形象,3.臨界角的計(jì)算,a.當(dāng)光由某種介質(zhì)射入真空或空氣時(shí):,b.任意兩種介質(zhì):n密、n疏,故臨界角c =,= arcsin( ),其中, n密、n疏分別為光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)的絕對(duì)折射率.,n密對(duì)疏=,例：某介質(zhì)的折射率為根

4、號(hào)2，一束光從介質(zhì)射向空氣，入射角為60，圖中光路圖正確的是（ ）,d,（1）光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì) （2）入射角大于或等于臨界角,即 i c 以上兩個(gè)條件必須同時(shí)滿足，缺一不可,4.發(fā)生全反射的條件,三 .全反射的應(yīng)用,1. 露珠,2、珠寶的鑒賞（ 玻璃：320-420 金剛石：24.40）,3.海市蜃樓,中新網(wǎng)2004年3月16日電 ，15日上午11時(shí)30分左右(北京時(shí)間10時(shí)30分)，日本根室市職員谷口博之在北海道根室市海域的根室海峽上空，觀測(cè)到了船懸于半空的海市蜃樓奇觀，并將其拍攝下來(lái)。,中央電視臺(tái)記者2001年9月12日沿著青藏公路經(jīng)過(guò)海拔2675米的萬(wàn)長(zhǎng)鹽橋時(shí)，突然看到遠(yuǎn)處的戈壁

5、上，有沙丘飄浮在天空中，在陽(yáng)光和浮云的作用下，沙丘不斷變幻著顏色，沙丘的周圍是“波光粼粼的湖水”，水面映出清晰的倒影。,夏天，在氣壓恒定的海面上，空氣密度隨高度增加而減小，對(duì)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(guò)此空氣層時(shí)，將發(fā)生偏轉(zhuǎn). 若人在較高處，看到的蜃景是由折射形成的正立虛像；若人在較低處，看到的蜃景是由折射和全反射形成的倒立虛像.,海邊、沙漠蜃景的成因,45,45,45,45,4.全反射棱鏡,a、原理：利用全反射原理,b、作用：改變光路,c、優(yōu)越性：反光率高,接近達(dá)到100%，成像失真小.,d、應(yīng)用：精密昂貴的光學(xué)儀器中，比方說(shuō)顯微鏡，單反相機(jī)，潛望鏡，望

6、遠(yuǎn)鏡,5.光導(dǎo)纖維光纖通訊 一種利用光的全反射原理制成的能傳導(dǎo)光的玻璃絲，由內(nèi)芯和外套組成，直徑只有幾微米到100微米左右，內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率.,當(dāng)光線射到光導(dǎo)纖維的端面上時(shí)，光線就折射進(jìn)入光導(dǎo)纖維內(nèi)，經(jīng)內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生多次全反射后，從光導(dǎo)纖維的另一端面射出，而不從外套散逸,故光能損耗極小.,光導(dǎo)纖維在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用 :內(nèi)窺鏡,光纖通信,一、光疏介質(zhì)與光密介質(zhì) 1.定義 折射率較小的介質(zhì)叫做光疏介質(zhì). 折射率較大的介質(zhì)叫做光密介質(zhì). 2.理解 相對(duì)性.以折射率為依據(jù)的，與介質(zhì)的其它屬性無(wú)關(guān).,二、全反射 1.全反射現(xiàn)象 當(dāng)光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角.當(dāng)入射角增大到

7、某一角度時(shí)，折射角等于900，此時(shí)，折射光完全消失入射光全部返回原來(lái)的介質(zhì)中，這種現(xiàn)象叫做全反射. 2.臨界角 發(fā)生全反射形象時(shí)的最小入射角. 3.臨界角的計(jì)算 4.發(fā)生全反射的條件: （1）光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì) （2）入射角大于或等于臨界角,即 i c,三、全反射的應(yīng)用 會(huì)解釋光導(dǎo)纖維、自行車的尾燈、海邊、沙漠的蜃景、早晨閃亮的露珠等,1 . 一透明塑料棒的折射率為 n ,光線由棒的一端面射入，當(dāng)入射角 i 在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，光將全部從另一端面射出.當(dāng)入射角為 i 時(shí)，光在棒的內(nèi)側(cè)面恰好發(fā)生全反射.求i的范圍.,由圖可知，光在左端面折射時(shí)的折射角,由折射定律得：,故有：,所以只要 光將全部從右端面射出.,r=,2.圖示為一直角棱鏡的橫截面 一平行細(xì)光束從o