2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修1 第4章光4.2全反射(1)课件

1.光疏介质和光密介质不同介质的折射率不同,我们把折射率较小的介质称为①光疏介质,折射率较大的介质称为②光密介质.说明:光密介质和光疏介质是相对的.2.全反射(1)定义:当光从③光密介质射入④光疏介质时,同时发生折射和反射.如果入射角逐渐增大,折射光离法线会越来越远,而且越来越弱,反射光却越来越强.当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光完全消失,只剩下反射光,这种现象叫做全反射.这时的入射角叫做临界角.1|全反射2全反射\n(2)临界角C当光从某种介质射入空气(真空)时,发生全反射的临界角C与介质的折射率n的关系是sinC=⑤.(3)发生全反射的条件a.光线从⑥光密介质射入⑦光疏介质.b.入射角⑧大于或等于临界角.\n1.截面是⑨等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜.全反射棱镜是一种特殊的棱镜,在光学仪器中用来改变光的方向.2.全反射棱镜对光路的控制如图所示:2|全反射棱镜\n3.全反射棱镜的优点:全反射棱镜和平面镜在改变光路方面,效果是相同的,相比之下,全反射棱镜成像更清晰,光能损失更少.3|光导纤维1.实用光导纤维的直径只有几微米到一百微米.光导纤维对光有传导作用,是利用了⑩全反射的原理,光传播时在内芯和外套的界面上发生全反射.一束光纤,外面用塑料及其他材料做成的保护层包起来,用于激光信号传输,这就是常说的“光缆”.2.光纤通信的主要优点是容量大.例如,一路光纤的传输能力理论值为二十亿路电话,一千万路电视.此外,光纤传输还有衰减小、抗干扰性强等多方面的优点.\n1.水的密度大于酒精的密度,水是光密介质.(✕)介质是光密介质还是光疏介质与密度无关.2.光从水中射入空气中时一定能发生全反射.(✕)光从水中射入空气中时,只有当入射角大于或等于临界角时才能发生全反射.3.光从玻璃射入水中时可能发生全反射.(√)4.水或玻璃中的气泡看起来特别亮,就是因为光从水或玻璃射向气泡时,在界面发生了全反射.(√)5.只要入射角足够大,就能发生全反射.(✕)只有光从光密介质射入光疏介质且入射角足够大时才能发生全反射.6.光纤通信的主要优点是容量大.(√)判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”.\n光密介质和光疏介质(1)光疏介质和光密介质是相对而言的.(2)光疏和光密是从介质的光学特性来说的.(3)光疏介质和光密介质的比较1|对全反射的理解\n光疏介质光密介质折射率小大光在其中的传播速度大小相对性若n甲>n乙,则甲是光密介质,乙是光疏介质;若n甲<n丙,则甲是光疏介质,丙是光密介质折射特点(1)光从光疏介质斜射入光密介质时,折射角小于入射角;(2)光从光密介质斜射入光疏介质时,折射角大于入射角(3)光疏介质和光密介质的比较\n全反射现象中的能量分配关系(1)折射角随入射角的增大而增大,折射角增大的同时,折射光线的强度减弱,即折射光线的能量减小,亮度减弱,而反射光线增强,能量增大,亮度增加.(2)当入射角增大到某一角度(即临界角)时,折射光能量减到零,入射光的能量全部反射回来,这就是全反射现象.不同色光的临界角:不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时,频率越高的光的临界角越小,越易发生全反射.\n(★★☆)如图所示,abc是一块用折射率n=2的玻璃制成的透明体的截面,ab是半径为R的圆弧,ac边与bc边垂直,∠aOc=60°.当一束平行绿色光垂直照到ac上时,ab部分的外表面只有一部分是绿色发亮的,其余是暗的.求绿色部分的弧长.\n解析假设光线MN射到ab界面上时恰好发生了全反射,则MN上方的光线一定在界面ab上发生了全反射,因此只有射到界面Nb上的光线才能射出透明体,界面Nb部分是绿色发亮的.由sinC=得∠C=30°由几何关系知θ=30°所以Nb部分的弧长s=×2πR=πR答案πR\n2|全反射的应用全反射棱镜截面是等腰直角三角形的棱镜是全反射棱镜.它在光学仪器里,常用来代替平面镜,改变光的传播方向.光通过全反射棱镜时的几种方式:入射方式项目方式一方式二方式三光路图入射面ABACAB全反射面ACAB、BCAC光线方向改变角度90°180°0°(发生侧移)\n光导纤维光导纤维是由内芯和外套两层组成,内芯的折射率大于外套的折射率,光由一端进入,在内芯和外套的界面上经多次全反射,从另一端射出,如图所示.