光的折射與全反射

光的折射與全反射第1頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月生活中有很多跟光有關的有趣的自然現(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第2頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月實驗實驗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?實驗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第3頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月不同點：①光從空氣→玻璃，入射角＞折射角；光從玻璃→空氣，入射角＜折射角②光從空氣→玻璃，同時存在反射光和折射光；③光從玻璃→空氣，當入射角達到某個角度時折射角達到90°，折射光線消失相同點：

①入射角增大，反射角增大，折射角也增大；②入射角增大，反射光強度增加，折射光強度減弱；③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。第4頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月光由一種透明介質射到另一透明介質,光線不發(fā)生折射，而全部返回到原介質中的傳播現(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第5頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月從以上的實驗中,我們可以得到什么結論呢?什么情況下發(fā)生了全反射?1光從玻璃(或水)介質到空氣2入射角要大于某個值第6頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月我們現(xiàn)在研究當光從玻璃介質斜射入空氣的過程,

通過前面的學習我們知道光由玻璃介質斜射入空氣時，折射角大于入射角，由此可以預料，當入射角增大到一定程度時，折射角就會增大到90°．θ1θ2介質NN'AOB空氣θ1θ2介質NN'AOB空氣折射角θ2為90°時，會發(fā)生什么情況？第7頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月光由玻璃介質射入空氣時，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，折射光線越來越弱，當折射角增大到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θ2為90°時，發(fā)生全反射現(xiàn)象．θ1θ3介質NN'AOC空氣θ1θ2介質NN'AOB空氣θ3C全反射第8頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月θ1θ3玻璃介質NN'AOB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表示當光線從玻璃介質射入空氣介質時，如果入射角等于或大于臨界角，就發(fā)生全反射現(xiàn)象．θ1≥臨界角C發(fā)生全反射現(xiàn)象第9頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月因而：臨界角光從折射率為n的某種介質射到空氣(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?第10頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月不同介質的折射率不同，我們把折射率較小的介質稱為光疏介質，折射率較大的介質稱為光密介質．θ1θ3NN'AOBθ1θ2空氣NN'AOB光疏介質和光密介質介質1空氣介質2介質1相對介質2是光疏介質介質1與介質2相對空氣都是光密介質θ2θ3＞n１＜n2光疏介質和光密介質是相對的．第11頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)生全反射的條件①光從光密介質進入光疏介質；②入射角等于或大于臨界角．

思考:光從玻璃介質射向水中會發(fā)生全反射嗎?第12頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月海市蜃樓全反射原理在生活中的應用及對奇妙自然現(xiàn)象的解釋第13頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月第14頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月C蜃景.swf第15頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月1、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．第16頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月全反射棱鏡在光學儀器里，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．縮短鏡筒的長度第17頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月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儀器，如照相機、望遠鏡、顯微鏡等，就需要用全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100%

提高反射率第18頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月在實際的潛望鏡里用全反射棱鏡代替平面鏡潛望鏡潛望鏡.mpg第19頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月光導纖維光纖通信光纖潛望鏡內窺鏡原理：結構：應用光的全反射全反射原理在生活中的應用及對奇妙自然現(xiàn)象的解釋包層與內芯第20頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月

光導纖維的用途很大，醫(yī)學上將其制成內窺鏡，用來檢查人體內臟的內部內窺鏡的結構光導纖維在醫(yī)學上的應用第21頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月光導纖維內窺鏡第22頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月光導纖維的用途很大，通過它可以實現(xiàn)光纖通信．光纖光纖通信的主要優(yōu)點是容量大、衰減小、抗干擾性強．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．第23頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月在潛水員看來，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？全反射原理在生活中的應用及對奇妙自然現(xiàn)象的解釋第24頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月C水的折射率為1.33所以C=48.80則有圓錐頂角θ=2C=97.60第25頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月小結1、光疏介質、光密介質2、全反射定義臨界角C全反射的產生條件3、全反射原理的應用實例全反射棱鏡光導纖維海市蜃樓第26頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月解題指導[例題1]光在某種介質中的傳播,介質的折射率為2，若要使光從此介質射向真空時發(fā)生全反射，則入射角不可能的值是：[]150B.300C.450D.600A第27頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月(例題2)某介質的折射率為√2，一束光從介質射向空氣，入射角為60°，如圖1所示的哪個光路圖是正確的?[]

D第28頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月(例題3)劣質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( )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.從玻璃到達空氣泡的界面處的光一部分發(fā)生全反射,因而較亮.D第29頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月(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面上，在棱鏡上發(fā)生折射，折射光線與棱鏡該側面成60°角，并在棱鏡另一側面上恰好發(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θ的大小為____

√2

750第30頁，課件共32頁，創(chuàng)作于2023年2月2、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，逐漸增大入射角，會看到折射光離法線越來越遠，而且越來越弱，反射光卻越來越強。）當入射角增大到某一角