光的折射與全反射課件

1、二、光的全反射第四章 光的折射與全反射福州亭江中學(xué) 傅志挺2008.4.11物理選修3-4生活中有很多跟光有關(guān)的有趣的自然現(xiàn)象比較不容易看到的有:海市蜃樓視頻.wmv沙漠海市蜃樓.rm比較容易看到的有:路面全反射.mpg水珠.mpg實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1：一束激光從空氣射向半圓形玻璃磚的直角邊A的圓心O。思考:兩者有何異同點(diǎn)?實(shí)驗(yàn)2：一束激光從空氣射向半圓形玻璃磚的半圓面。玻璃全反射.mpg不同點(diǎn)：光從空氣玻璃，入射角折射角；光從玻璃空氣，入射角折射角光從空氣玻璃，同時存在反射光和折射光；光從玻璃空氣，當(dāng)入射角達(dá)到某個角度時折射角達(dá)到90，折射光線消失 相同點(diǎn)： 入射角增大，反射角增大，折射角也 增大；

2、入射角增大，反射光強(qiáng)度增加，折射光強(qiáng)度減弱； 在半圓形界面，光的入射角皆為零度，光不偏離直 線傳播；而在直徑AB的分界面，光偏離原直線傳播。 光由一種透明介質(zhì)射到另一透明介質(zhì),光線不發(fā)生折射，而全部返回到原介質(zhì)中的傳播現(xiàn)象叫全反射現(xiàn)象全反射現(xiàn)象:問:是否只有玻璃才能發(fā)生全反射呢?水全反射.rm從以上的實(shí)驗(yàn)中,我們可以得到什么結(jié)論呢?什么情況下發(fā)生了全反射?1 光從玻璃(或水)介質(zhì)到空氣2 入射角要大于某個值 我們現(xiàn)在研究當(dāng)光從玻璃介質(zhì)斜射入空氣的過程, 通過前面的學(xué)習(xí)我們知道光由玻璃介質(zhì)斜射入空氣時，折射角大于入射角，由此可以預(yù)料，當(dāng)入射角增大到一定程度時，折射角就會增大到9012介質(zhì)NNAO

3、B空氣12介質(zhì)NNAOB空氣折射角2 為90時，會發(fā)生什么情況？光由玻璃介質(zhì)射入空氣時，同時發(fā)生反射和折射，折射角大于入射角，隨著入射角的增大，反射光線越來越強(qiáng)，折射光線越來越弱，當(dāng)折射角增大到90時，折射光線完全消失，只剩下反射光線，這種現(xiàn)象叫做全反射折射角2 為90時，發(fā)生全反射現(xiàn)象13介質(zhì)NNAOC空氣12介質(zhì)NNAOB空氣3C全反射13玻璃介質(zhì)NNAOB空氣在研究全反射現(xiàn)象中，剛好發(fā)生全反射的，即折射角等于90時的入射角叫做臨界角,是一個很重要的物理量臨界角用C 表示當(dāng)光線從玻璃介質(zhì)射入空氣介質(zhì)時，如果入射角等于或大于臨界角，就發(fā)生全反射現(xiàn)象1 臨界角C發(fā)生全反射現(xiàn)象因而 ：臨界角 光

4、從折射率為n的某種介質(zhì)射到空氣(或真空)時的臨界角C 就是折射角等于90時的入射角，根據(jù)折射定律可得：水的臨界角為48.80 各種玻璃的臨界角為320-420 金剛石的臨界角為24.40思考:光從空氣射向玻璃中會發(fā)生全反射嗎? 不同介質(zhì)的折射率不同，我們把折射率較小的介質(zhì)稱為光疏介質(zhì)，折射率較大的介質(zhì)稱為光密介質(zhì)13NNAOB12空氣NNAOB光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)介質(zhì) 1空氣介質(zhì)2介質(zhì)1相對介質(zhì)2是光疏介質(zhì)介質(zhì)1與介質(zhì)2相對空氣都是光密介質(zhì)23nn2光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是相對的發(fā)生全反射的條件 光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)； 入射角等于或大于臨界角 思考:光從玻璃介質(zhì)射向水中會發(fā)生 全反射嗎?海市蜃樓

5、全反射原理在生活中的應(yīng)用及對奇妙自然現(xiàn)象的解釋C蜃景.swf1、光線由AB面垂直入射橫截面是等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡2、光線由AC面垂直入射變化90 變化180 全反射棱鏡全反射原理在生活中的應(yīng)用及對奇妙自然現(xiàn)象的解釋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面出射全反射棱鏡 在光學(xué)儀器里，常用全反射棱鏡來代替平面鏡，改變光的傳播方向望遠(yuǎn)鏡為了提高倍數(shù)，鏡筒要很長，通過使用全反射棱鏡能夠縮短鏡筒的長度縮短鏡筒的長度全反射棱鏡 一般的平面鏡都是在玻璃的后面鍍銀， 但是銀面容易脫落因此對于精密的光學(xué)儀器，如照相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡等，就需要用全

6、反射棱鏡代替平面鏡與平面鏡相比,它的反射率高,幾乎可達(dá)100% 提高反射率在實(shí)際的潛望鏡里用全反射棱鏡代替平面鏡潛望鏡潛望鏡.mpg光導(dǎo)纖維光纖通信光纖潛望鏡內(nèi)窺鏡原理：結(jié)構(gòu)：應(yīng)用光的全反射全反射原理在生活中的應(yīng)用及對奇妙自然現(xiàn)象的解釋包層與內(nèi)芯 光導(dǎo)纖維的用途很大，醫(yī)學(xué)上將其制成內(nèi)窺鏡，用來檢查人體內(nèi)臟的內(nèi)部內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu) 光導(dǎo)纖維在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡光導(dǎo)纖維的用途很大，通過它可以實(shí)現(xiàn)光纖通信光纖光纖通信的主要優(yōu)點(diǎn)是容量大、衰減小、抗干擾性強(qiáng)雖然光纖通信的發(fā)展歷史只有20多年的，但是發(fā)展的速度是驚人的在潛水員看來，岸上的所有景物，都出現(xiàn)在一個倒立的圓錐里，為什么？這個圓錐的頂角是多大？

7、全反射原理在生活中的應(yīng)用及對奇妙自然現(xiàn)象的解釋C水的折射率為1.33 所以C=48.80則有圓錐頂角=2C=97.60小 結(jié)1、光疏介質(zhì)、光密介質(zhì)2、全反射定義臨界角C全反射的產(chǎn)生條件3、全反射原理的應(yīng)用實(shí)例全反射棱鏡光導(dǎo)纖維海市蜃樓解題指導(dǎo)例題1光在某種介質(zhì)中的傳播,介質(zhì)的折射率為2，若要使光從此介質(zhì)射向真空時發(fā)生全反射，則入射角不可能的值是： 150 B. 300C. 450 D. 600A(例題2)某介質(zhì)的折射率為2，一束光從介質(zhì)射向空氣，入射角為60，如圖1所示的哪個光路圖是正確的? D(例題3)劣質(zhì)的玻璃中往往含有氣泡.這些空氣泡看上去比較亮,對這一現(xiàn)象有下列不同的解釋,其中正確的是

8、()A空氣泡對光線有聚集作用,因而較亮.B.空氣泡對光線有發(fā)散作用.因而較亮.C.從空氣泡到達(dá)玻璃的界面處的光一部分發(fā)生全反射,因而較亮.D.從玻璃到達(dá)空氣泡的界面處的光一部分發(fā)生全反射,因而較亮.D( 例題4)如圖所示，一束光以45的入射角從空氣投射到三棱鏡的一個側(cè)面上，在棱鏡上發(fā)生折射，折射光線與棱鏡該側(cè)面成60角，并在棱鏡另一側(cè)面上恰好發(fā)生全反射。由此可知，該棱鏡材料的折射率為_，該棱鏡的頂角的大小為_ 2 7502、在研究全反射現(xiàn)象中，剛好發(fā)生全反射，即折射角等于90時的入射角是一個很重要的物理量，叫做臨界角C。1、定義：（當(dāng)光從玻璃射向空氣時，一部分光從分界面上折射到空氣中，一部分光反射回玻璃內(nèi)，逐漸增大入射角，會看到折射光離法線越來越遠(yuǎn)，而且越來越弱，反射光卻越來越強(qiáng)。）當(dāng)入射角增大到某一角度，使折