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1、第四章光第四章光第二节全反射第二节全反射学习目标：学习目标：1 1、发生全反射的条件（重点）、发生全反射的条件（重点）2 2、全反射棱镜与光导纤维（难点）、全反射棱镜与光导纤维（难点）有裂痕的玻璃、水中的气泡、自行车的尾灯在阳光的照射下看起来有裂痕的玻璃、水中的气泡、自行车的尾灯在阳光的照射下看起来都都特别明亮特别明亮，为什么？为什么？阅读课本阅读课本90909494，完成导学案，完成导学案8min8min一、全反射一、全反射光疏介质:光密介质:两种介质中，折射率相对较小的介质两种介质中，折射率相对较大的介质n水n玻璃n水气n水n空气，水是光密介质密疏1212密疏1212（1 1）折射角逐渐）
2、折射角逐渐 ；（2 2）折射光线亮度逐渐）折射光线亮度逐渐 ；（3 3）反射角逐渐）反射角逐渐 ；（4 4）反射光线亮度逐渐）反射光线亮度逐渐 ；（5 5）当入射角增大到某一角度时，折射）当入射角增大到某一角度时，折射光线光线 ，所有光线全部反射。，所有光线全部反射。观察实验现象后回答，随着入射角的逐渐增大的过程中：增大减弱增大增强消失一、全反射一、全反射 1.1.定义：定义：当当光从光密介质射入光疏介质，光从光密介质射入光疏介质，入射入射角增大到某一角度角增大到某一角度,使使折射角达到折射角达到90900 0时时,折射光折射光完全消失完全消失,只剩下反射光只剩下反射光,这种现象叫做全反射。这
3、种现象叫做全反射。2.2.临界角：临界角：刚好发生全反射，即折射角等于刚好发生全反射，即折射角等于90900 0时的入射角叫做时的入射角叫做临界角临界角.用字母用字母C C 表示。表示。3.3.全反射的条件：全反射的条件：（1 1）光从光密介质射入光疏介质）光从光密介质射入光疏介质（2 2）入射角）入射角1 临界角临界角C C13光密介质NNOC一、全反射一、全反射 物理上光从光密介质射向光疏介质时，折射角等于90度时的入射角叫做临界角。临界角（C）：12密疏12全反射临界角计算公式：介 质水玻璃金刚石折射率n1.331.51.9n2.42临界角C48.8 32 42 24.4 一、全反射一、
4、全反射 在潜水员看来，岸上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里，为什么？这个圆锥的在潜水员看来，岸上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里，为什么？这个圆锥的顶角是多大？顶角是多大？理解：当恰发生全反射时，折射光线沿界面传播？理解：当恰发生全反射时，折射光线沿界面传播？几乎贴着水面射入水里的光线，在潜水几乎贴着水面射入水里的光线，在潜水员看来是从折射角为员看来是从折射角为C的方向射来的，水面的方向射来的，水面上其他方向射来的光线，折射角都小于上其他方向射来的光线，折射角都小于C。因此他认为水面以上所有的景物都出现在顶因此他认为水面以上所有的景物都出现在顶角为角为2C的圆锥里。的圆锥里。一、全反射一、
5、全反射1、(多选多选)如图所示如图所示,ABCD,ABCD是两面平行的透明玻璃砖是两面平行的透明玻璃砖,AB,AB面和面和CDCD面是玻璃面是玻璃和空气的界面和空气的界面,分别设为界面分别设为界面和界面和界面。光线从界面。光线从界面射入玻璃砖射入玻璃砖,再从界面再从界面射出回到空气中。如果改变光到达界面射出回到空气中。如果改变光到达界面时的入射角时的入射角,则则()A.A.只要入射角足够大只要入射角足够大,光线在界面光线在界面上可能发生全反射现象上可能发生全反射现象B.B.只要入射角足够大只要入射角足够大,光线在界面光线在界面上可能发生全反射现象上可能发生全反射现象C.C.不管入射角多大不管入
6、射角多大,光线在界面光线在界面上都不可能发生全反射现象上都不可能发生全反射现象D.D.不管入射角多大不管入射角多大,光线在界面光线在界面上都不可能发生全反射现象上都不可能发生全反射现象CD练习练习1.1.水、玻璃中的气泡，看起来特别明亮：光从水或玻璃射向气泡时，一部分光在界水、玻璃中的气泡，看起来特别明亮：光从水或玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射。面上发生了全反射。2.2.玻璃断面是空气，环境的光从玻璃（光密）到断面（光疏）出现全反射。玻璃断面是空气，环境的光从玻璃（光密）到断面（光疏）出现全反射。3.3.花叶上的露珠特别明亮：射入露珠的光线有一部分在它的下表面发生全反射。花叶上的
7、露珠特别明亮：射入露珠的光线有一部分在它的下表面发生全反射。一、全反射一、全反射1.1.横截面是等腰直角三角形的棱镜横截面是等腰直角三角形的棱镜变化变化变化变化90 90 90 90 变化变化变化变化180 180 180 180 A AB BC CC CB BA A2.2.光的方向与玻璃面光的方向与玻璃面时，不发生偏折时，不发生偏折3.3.光射向玻璃与空气的界面时，入射角光射向玻璃与空气的界面时，入射角大于临界角，发生全反射。大于临界角，发生全反射。4.4.应用：在光学仪器里应用：在光学仪器里,常用全反射梭常用全反射梭镜来代替平面镜镜来代替平面镜,改变光的传播方向。改变光的传播方向。二、全反
8、射棱镜二、全反射棱镜一般的平面镜都是在玻璃的后面镀银一般的平面镜都是在玻璃的后面镀银,但是银面容易脱落但是银面容易脱落.因此对于精密因此对于精密的光学仪器的光学仪器,如照相机、望远镜、显微镜等如照相机、望远镜、显微镜等,就需要用全反射棱镜代替平就需要用全反射棱镜代替平面镜。与平面镜相比面镜。与平面镜相比,它的反射率高它的反射率高,几乎可达几乎可达100%100%二、全反射棱镜二、全反射棱镜全反射棱镜全反射棱镜的应用的应用双筒望远镜中的全反射棱镜二、全反射棱镜二、全反射棱镜全反射棱镜全反射棱镜的应用的应用自行车尾灯二、全反射棱镜二、全反射棱镜1966 1966 年，年，33 33 岁的华裔科学家
9、高锟提出：光通过岁的华裔科学家高锟提出：光通过直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来传输大量信息。直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来传输大量信息。高锟因此获得高锟因此获得 2009 2009 年诺贝尔物理学奖。根据这一理年诺贝尔物理学奖。根据这一理论制造的光导纤维（论制造的光导纤维（optical fiberoptical fiber）已经普遍应用到通）已经普遍应用到通信领域。这其中就用到了全反射原理。信领域。这其中就用到了全反射原理。高锟（1933-2018）如图如图,激光笔发出的光射入一根弯曲的有机玻激光笔发出的光射入一根弯曲的有机玻璃棒的一端，观察光传播的路径有什么特点。璃棒的一端，观察光传播的
10、路径有什么特点。三、光导纤维三、光导纤维原理：利用全反射原理原理：利用全反射原理结构：结构：三、光导纤维三、光导纤维内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外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。套的界面上发生全反射。视视频频：水水流流导导光光三、光导纤维三、光导纤维应用应用1 1：光纤通信：光纤通信光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强虽然光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纤通信的发展历史只有2020多年的，但是发展的速度是惊人的多年的，但是发展的速度是惊人的三、光导纤维三、光导纤维 光导纤维的用途很大，医学上将其制成
11、内窥镜，用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来检查人体内脏的内部应用应用2 2：内窥镜：内窥镜三、光导纤维三、光导纤维2.(2.(多选多选)下列选项所示，光线由空气透过玻璃砖再射入空气的光路图下列选项所示，光线由空气透过玻璃砖再射入空气的光路图中正确的是（中正确的是（玻璃折射率玻璃折射率n=1.5n=1.5）（）（）练习练习3红、黄、绿三种单色光以相同的入射角从水中射向空气，若黄光在界面上恰好发生全反射，则下列判断正确的是（）A绿光不能发生全反射B红光一定能发生全反射C黄光在水中的波长比红光在水中的波长长D这三种单色光相比，红光在水中传播的速率最大D练习练习4、如图所示，在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，、如图所示，在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形。有一圆锥的轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形。有一半径为半径为r的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率为锥的轴重合。已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径，则光束在桌面上形成的光斑半径为为()A.r B.1.5rC.2rD.2.5rC练习练习判天地之美 析万物之理