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全反射课件

全反射课件
C.内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的 界面上发生折射
D.内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可 以起保护作用
解析 光导纤维很细，它的直径只有几微米到一百微米， 它由内芯和外套两层组成，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. 答案 A
d＝Rsin C④
联立②③④式得
d＝
3 例3 光导纤维的结构如图5所示，其内芯和外套材料不同， 光在内芯中传播.以下关于光导纤维的说法正确的是( )
图5
A.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
B.内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的 界面上发生全反射
图3
在两层的界面上经过多次 全反射 ，从另一端射出，如图3
所示.
(2)应用：光纤通讯、医学上的内窥镜.
典例精析
一、对全反射的理解和有关计算 例1 某种介质对空气的折射率是 2，一束光从该介质射 向空气，入射角是60°，则下列光路图中正确的是(图中Ⅰ 为空气，Ⅱ为介质)( )
解析 由题意知，光由光密介质射向了光疏介质，由sin C
＝1n＝
1 2
得C＝45°＜θ1＝60°，故此时光在两介质的界面处
会发生全反射，只有反射光线，没有折射光线，故D选项
正确.
答案 D
例2 如图4所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB 为直径.来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于 AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射.已知∠ABM＝ 30°，求：
1.全反射棱镜 (1)用玻璃制成的截面为等腰直角三角形的棱镜. (2) 当光 垂直于它的一个界面射入后，会在其内部发生全反 射(如图2).全反射棱镜比平面镜的反射率高，几乎可达100%.

《全反射》课件

《全反射》课件

反射率与折射率的关系
反射率与折射率的关系
全反射发生时，反射率等于入射角的正弦值与折射角的正 弦值的比值，即反射率等于1/折射率。
影响因素
反射率与折射率的关系受到多种因素的影响，如入射光的 波长、介质的密度和温度等。
在不同介质中的应用
了解反射率与折射率的关系有助于理解光在不同介质中的 传播行为，对于光学设计和光学仪器制造具有重要意义。
02
微型化
随着微纳加工技术的发展，全反射器件的尺寸将进一步缩小。微型化的
全反射器件将更加便于携带和使用，具有更广泛的应用前景。
03
智能化
未来的全反射器件将与人工智能、物联网等技术相结合，实现智能化控
制和应用。通过与智能系统的集成，全反射器件将能够更好地适应各种
复杂的应用场景，提高使用效果和应用价值。
入射角大于临界角
当入射角大于某一特定角 度（临界角）时，才会发 生全反射现象。
02
全反射的应用
Chapter
光纤通信
01
光纤通信是全反射应用的重要领域之一。通过利用全反射原理，光信号可以在光 纤中实现长距离传输而不会衰减，从而实现了高速、大容量的信息传输。
02
在光纤通信中，全反射技术用于制造光纤、光缆和光器件，如光放大器、光调制 器、光滤波器等，以提高通信系统的性能和稳定性。
通过实验数据的分析和处理，可以探究全反射过程中的能量分布、相位变 化等现象，为光学领域的研究提供重要的实验依据。
实验结果还可以应用于实际的光学系统和光学器件的设计和优化，提高光 学系统的性能和稳定性。
05
全反射的未来发展
Chapter
新材料的应用
高折射率材料
随着新材料技术的不断发展，高折射率材料在全反射领域的应用将更加广泛。 这些材料具有更高的光学性能，能够提高全反射的效率，降低光的损失。

光的全反射ppt优秀课件

光的全反射ppt优秀课件
本。
望远镜
在望远镜中，全反射帮助收集微弱 的光线，从而提高观测的清晰度和 距离。
光学传感器
全反射在光学传感器中用于检测和 测量各种物理量，如压力、温度和 浓度。
全反射在通信领域的应用
光纤通信
光纤中的全反射原理用于 传输大量数据和信息，实 现了高速、大容量的通信 。
水下通信
在水中，由于折射的限制 ，全反射成为实现通信的 重要手段。
光的全反射实验
全反射实验设备
激光发射器
相机或手机 测量尺
半圆形玻璃棱镜 屏幕
全反射实验步骤
01
将半圆形玻璃棱镜固定 在实验台上，确保其光 滑面朝上。
02
将激光发射器放置在棱 镜的一侧，使光线能够 照射在棱镜上。
03
使用屏幕和测量尺在棱 镜的另一侧放置，以便 观察和测量反射光线的 角度。
04
使用相机或手机拍摄反 射光线的照片，以便后 续分析。
全反射实验结果分析
01
02
03
04
观察反射光线的角度，与理论 值进行比较。
分析全反射的条件，如入射角 、折射率等。
探讨全反射在现实生活中的应 用，如光纤通信、潜水镜等。
总结实验结果，得出结论并与 同学进行交流。
05
光的全反射理论
光的波动理论
光的波动理论认为光是一种波动现象，类似于水波或声波。
光的波动理论能够解释光的干涉、衍射和偏振等现象，为全反射提供理论基础。
光的全反射条件
总结词
光的全反射需要满足一定的条件，包括光密介质、光疏介质、入射角大于临界 角等。
详细描述
光密介质是指折射率较大的介质，光疏介质是指折射率较小的介质。当光线从 光密介质射向光疏介质时，如果入射角大于临界角，则光将在界面上发生全反 射。

光的全反射ppt课件

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例如，水晶与水相比， 水晶为光密介质，水为光疏介质 水与空气相比， 水为光密介质，空气为光疏介质。
发生全反射的条件是: 光由光密介质射入光疏介质， 且入射角大于等于临界角。 例如，当光从水晶射入水时可能发生全反射，而光从水射入水晶 时就不会发生全反射，
典例
一束单色光从玻璃射入空气。 已知玻璃的折射率n=1.53，当入射角分别为50°、30 °时，光能 否发生折射? 若能，折射角为多大?
光由不同的介质射入真空或空气时，临界角不同根据折射定律， 光从折射率为n的某种介质进入真空或空气时的临界角C应满足
1
根据公式 sinC= 1可求出不同介质的临界角。
n
钻石的临界角约为 24.4° 水的临界角约为 48.8° 而玻璃因制造材料的不同，临界角有较大的差异，一般在 30°— 42°
介质的临界角越小，就越容易发生全反射。
科学知识
为了使钻石能发生全反射，需要将其表面打磨成特定的角 度使射到钻石背面的光的入射角大于其临界角24.4°。
科学知识
在图4-30中，图(a)是打合适的一种式样而图(b)(c)分别是 打得太深、太浅的情况，这样光会从其侧面或者底面射出， 使钻石失去光泽。
课堂练习
课堂练习
1.自行车尾灯用透明介质制成， 其外形如图所示。请说明自行 车尾灯在夜晚被灯光照射时特 别明亮的原因。

用同样的分析方法可知，当光 垂直于 AC面射入棱镜时，在两 个直角边的界面都会发生全反 射，使光的传播方向改变了 180°(图4-25)。
全反射棱镜的反射性能比镀 银的平面镜更好，精密的光 学仪器常用它代替镀银平面 镜来反射光，如全反射棱镜 应用于潜望镜等
美妙的彩虹，常引发人们产生美好的联想，被比喻为“天空的 微笑”“相会的彩桥”等。通常能看见的彩虹是红色在外、紫 色在内，这被称为“虹”。

全反射 ppt课件

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图示为一光导纤维（可简化为一长玻璃丝）的示意图，玻璃丝长为L，折 射率为 n，AB 代表端面。一束光从真空射入玻璃丝的端面，已知光在真空 中的传播速度为 c。为使光线能从玻璃丝的端面传播到另一端面，光纤的n 应该最小为多少？
第四章 光
第2节 全反射
课堂引入
水中的气泡和叶子上的 露珠看起来特别明亮
光纤是如何传输 2.光疏介质：折射率较小的介质。
密度 1 g/cm3 0.97 g/cm3
物质 水 酒精 玻璃
折射率 1.33 1.36 1.50
酒精是光密介质 酒精是光疏介质
全反射
1.定义：当光从光密介质射入光疏介质时，入射角逐渐增大到某一角度， 光线全部被反射回原光密介质的现象。 这时的入射角叫临界角，一般 用字母C 表示。
临界角
折射角等于900时的入射角
刚刚(刚好)发生全反射时的入射角
2.发生全反射的条件：
①光从_光__密__介质射入光___疏__介质
②入射角_大___于__或___等__于__临界角
要求 n内 > n外
光纤装饰照明
光导纤维在通信上的应用 光纤通信的主要优点是：容量大、衰减小、抗干扰性强．
1.上现蜃景——海市蜃楼
夏天，海面上空气的温度比空中低，空气的折射率下层比上层大。我们可以粗略地 把空气看做是由许多水平的气层组成的，各层的密度都不相同。远处的楼阁、船 舶、山峰发出的光线射向空中，不断被折射，越来越偏离法线方向，进入热气层的 入射角越来越增大，当光线的入射角增大到临界角时，就发生全反射现象，人们就 会看到远方的景物悬在空中。
空气
玻璃
O
空气
玻璃
O
思考：光从光密介质射向光疏介质时， 1、若入射角增大，折射角和入射角哪个先增大到90°？ 2、如果一直增大入射角会出现什么现象？ 3、如果是从光疏介质射向光密介质又会如何？

光的全反射-PPT

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21
课后作业
22
12
全反射现象的应用
全反射棱镜
13
望远镜 14
光导纤维
15
内窥镜
16
鱼眼中的
世界
17
一、光疏介质与光密介质 二、全反射
1、 全反射 2、 临界角 3、 发生全反射的条件： 4、 临界角的计算：
三、全反射应用
18
巩固练习
1、光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的
条件是（ B ）．
A．光从玻璃射到分界面上，入射角足够小 B．光从玻璃射到分界面上，入射角足够大 C．光从空气射到分界面上，入射角足够小 D．光从空气射到分界面上，入射角足够大
1
真空
i r’
介质
r
r’ =i
界面
sin i / sin r = 常数
折射率n = sin i / sin r = c/v >1 入射角大于折射角
2
r
真空
界面
介质
i
折射角大于入射角 入射角增大折射角也增大
3
某介质的折射率为 3，一束光由介质射入空气， 当入射角为30°时，折射角多大？当入射角为60 °时，折射角多大？
用符号 C 表示。
演示
8
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
9
发生全反射的条件
① 光线从光密介质到光疏介质 ② 入射角等于或大于临界角
10
介质在空气中的全反射的临界角计算
求解光从折射率为n的某种介质射到空气(或真空)时的临 界角C。
临界角C 就是折射角等于90°时的入射角
C
介质
n sin i sin r
当r= 30 °时， i = 60 °

光的全反射 ppt课件

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光进入液体中。当入射角是450时，折射角为300，求：
（1）该液体对红光的折射率n；
（2）该液体对红光的全反射临界角C。
【答案】
（1）
2；
（2）45°
【解析】
（1）该液体对红光的折射率为 n
1
（2）由临界角公式 sin C
n
2
得 sin C 2
则 C=45°
sin i sin 45

2
C．若从上表面入射的光为红光和紫光的复合光，则在BD面上紫光比红光更靠近D端
D．要求从上表面射入的光能从右侧面射出，材料的折射率必须大于 2
【正确答案】ABC
【典例6】（2022·福建省连城县第一中学高二阶段练习）有一玻璃棱镜，
横截面为如图所示的圆心角为90°的扇形，扇形的半径为R，一束细光以
垂直于OP的方向射向OP界面，当入射点M距O点0.5R时，在圆弧PQ界面
第四章
光
2、光的全反射
理解光疏和光密介质
02
掌 握 光 的 全反射
03
了解全反射棱镜
04
了解导纤维
05
典型例题
CONTENTS
目录
01
一、光密介质和光疏介质
1.光疏介质：折射率较小的介质
2.光密介质：折射率较大的介质
注意：（1）光疏和光密是从介质的光学特性来说的,并不是它的密度大小。
(2)光疏介质与光密介质是相对的
A．发生全反射时，折射光线完全消失，只剩下反射光线
B．光线从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射现象
C．光从光疏介质射向光密介质时，也可能发生全反射现象
D．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

全反射(高中物理教学课件)完整版

全反射(高中物理教学课件)完整版
问题：光由光密介质进入光疏介质时，折射角大 于入射角，如果入射角不断增大，使折射角增大 到90º时，会出现什么现象？
现象： 1.光从光密介质射向光疏介质时，同时存在反射光线和折射光线 2.入射角增大过程中，反射角、折射角均增大，且折射光线越来 越弱，反射光线越来越强。 3.入射角增大，折射角达到90˚时，折射光线完全消失
三.全反射的应用
思考：在天气晴朗的时候，特别是在炎热的夏天 我们会看到远处柏油马路上显得特别明亮，甚至 还能看到倒影，到那儿一看地面是干的，为什么 会出现这种现象？
典型例题 例4.如图所示,一半径为R的玻璃半球，折射率为 1.5，现有一束均匀的平行光垂直入射到整个半球 的底面上，进入玻璃半球的光线中不能直接从半 球面出射的光线所占的百分比为多少
02.全反射 图片区
问题.折射率是怎样定义的？ 定义1：光从真空射入某种介质发生折射时，入射 角的正弦与折射角的正弦之比，叫作这种介质的 绝对折射率，简称折射率 定义2：某种介质的折射率，等于光在真空中的传 播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比
n sin i c sin r v
问题.光从一种介质进入另一种介质，折射角总是 变小吗？
答：不一定，垂直入射不变，从介质到真空折射 角会变大。
一.光疏介质与光密介质
对于折射率不同的两种介质，我们把折射率较小 的称为光疏介质，折射率较大的称为光密介质
材料
水
水晶 金刚石
折射率 1.33
1.55
2.42
问题：水晶是光疏介质还是光密介质？ 注意：光疏介质、光密介质具有相对性。
一.光疏介质与光密介质 注意： 光由光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射 角；光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于 入射角。 即光疏介质n小夹角大(介质中v也大) 即光密介质n大夹角小(介质中v也小)

全反射 ppt课件

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b ．临界角C的表示式： 由折射定律知，光由某介质射向真空 （或空气)时，若刚好发生全反射，则：
n=
sin90°＝ 1
sin C sin C
所以
sinC=
1 n
即C= ppt课件
arcsin 1
n
10
注意：
a.光从光密介质射向光疏介质时，只要入射角大 于或等于临界角C，一定会发生全反射现象。
b．一般情况下，光由一种介质到达另一种介质 时，光既有反射又有折射，即光的能量有一部 分反射回原介质中，而另一部分则进入其他介 质中。发生全反射时，光的能量全部反射回原 介质中。
13.2 全反射
ppt课件
1
思考题：如图所示，求此介质的 折射率和这种介质中的光速。
300
450
介质
ppt课件
2
一.光疏介质和光密介质 1)、光疏介质:两种媒质中折射率较小的介
质叫做光疏介质. 2)、光密介质:两种媒质中折射率较大的介
质叫做光密介质.
ppt课件
3
【例1】下列说法正确的是( BD )
全反射现象。光线就会从
高空的空气层中通过空气
的折射逐渐返回折射率较低
的下一层。
ppt课件
33
• 在地面附近的观察者就可以观察到由空中 射来的光线形成的虚像。这就是海市蜃楼 的景象。
ppt课件
34
• (2)对沙漠上、柏油路上的蜃景的解释
• 在沙漠里也会看到蜃景，太阳照到沙地上，接 近沙面的热空气层比上层空气的密度小，折射 率也小。从远处物体射向地面的光线，进入折 射率小的热空气层时被折射，入射角逐渐增大， 也可能发生全反射。人们逆着反射光线看去， 就会看到远处物体的倒景，仿佛是从水面反射 出来的一样。沙漠里的行人常被这种景象所迷 惑，以为生全反射的条件 （1） 光线从光密介质射向光疏介质； （2）入射角大于或等于临界角。

《全反射》课件

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汇报人：
目录
全反射基本概念
01
全反射的应用
04
全反射的原理
02
全反射的特性
03
全反射的实验研究
05
全反射的发展趋势和 展望
06
全反射基本概念
全反射的定义
全反射是指光从一种 介质进入另一种介质 时，如果入射角大于 或等于临界角，就会 发生全反射现象。
临界角是指光从一种 介质进入另一种介质 时，能够发生全反射 的最小入射角。
量子光学：研究量子光学 在全反射中的潜力
全反射技术的未来展望
应用领域：全 反射技术将在 更多领域得到 应用，如医疗、 军事、航天等
技术进步：全 反射技术将不 断进步，提高 精度、速度和
稳定性
成本降低：随着 技术的成熟，全 反射设备的成本 将逐渐降低，使 其更广泛地应用
于各个领域
智能化：全反射 技术将与人工智 能、大数据等技 术相结合，实现 智能化、自动化
全反射的应用
光导纤维通信
光导纤维：一 种由玻璃或塑 料制成的细长 纤维，用于传
输光信号
光导纤维通信： 利用光导纤维 传输信息的通
信方式
优点：传输速 度快、容量大、 抗干扰能力强、
保密性好
应用领域：电 信、互联网、 广播电视、医
疗、军事等
光学仪器制造
光学仪器：显微镜、望远镜、 照相机等
应用领域：科研、医疗、工业、 军事等
光的折射定律是描述光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的规律。 光的折射定律可以用斯涅尔定律来描述，即折射角与入射角成正比，与折射率成反比。 光的折射定律在实际生活中有很多应用，如透镜、棱镜等光学仪器。 光的折射定律在光学研究中具有重要意义，是光学研究的基础之一。
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2 1 sin C
B. 300 D. 600
sin C 1 2
C 30o
针对训练3
某介质的折射率为√2，一束光从介质射 向空气，入射角为60°，如图1所示的哪 个光路图是正确的? ( D )
四、全反射的应用实例
全反射棱镜
横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜
1、光线由AB面垂直入射
A
在AC面发生全反射，垂 直由BC面出射．
临界角Ｃ ４８.8０ ３２０～４２０ ２４.５０
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
内窥镜的结构
光导纤维在 医学上的应用
思考：在水中的鱼看 来，水面上和岸上的 所有景物，都出现在 顶角约为97.6°的倒立 圆锥里，为什么？
sin C 1 n
水的折射率为1.33 C=48.80，因此空气中 的光线经过水的折射只能集中在离法线 48.8的范围内。所以鱼在水里看到岸上的 景物的像也集中在顶角是97.60的圆锥里。
光导纤维
光导纤维内芯的折射率大于外层的折射率
光导纤维
内窥镜
光导纤维的用途很大，通过它可以实现光纤通信．
光纤
容量大、衰 减小、抗干扰性强．虽然光纤通信的发 展历史只有20多年的，但是发展的速度 是惊人的．
几种常见介质的临界角（针对空气）
介质
水
各种玻璃
金刚石
折射率 1.33
1.5～1.9
2.42
sin C 1 2
n2
C 450
几种常见介质的临界角（针对空气）
介质
水
各种玻璃
金刚石
折射率 1.33
1.5～1.9
2.42
临界角Ｃ ４８.8０ ３２０～４２０ ２４.５０
折射率越大,全反射临界角越小.
发生全反射的条件
问题与思考 根据探究与观察实验1和2，思考并讨论发生 全反射的条件有哪些？ 归纳与总结
变化90 °
B
C
A
2、光线由AC面垂直入射
在AB、 BC面发生两次全反变化180 ° 射，垂直由AC面出射．
B
全反射棱镜的应用
一般的平面镜都是在玻璃的后面镀银， 但是银 面容易脱落．因此对于精密的光学仪器，如照相机、 望远镜、显微镜等，就需要用全反射棱镜代替平面 镜．与平面镜相比,它的反射率高,几乎可达100%
注意：我们把恰好发生全反射时的入射 角称作临界角，用C来表示。
临界角的计算
如果已知玻璃在空气中的折射率为n，试分析光从 玻璃进入空气时，发生全反射的临界角C与玻璃的折 射率n的关系。
由折射率的定义
n sin空气 sin介质
sin ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ00 n
sin C
sin C 1 n
空气
玻璃
C
针对训练1
光由折射率为 2 的某介质进入空气时的临 界角是多大?
一、观察全反射现象
思考：此时，光是从光密介质进光疏介质，还是 从光疏介质进光密介质？
【探究与观察1】
将实验仪器按要求组合好，让激光从半圆玻璃砖进入 空气，探究并观察在入射角逐渐增大的过程中： 1、折射角逐渐_增__大___ ，折射光线亮度逐渐减__弱___ 2、反射角逐渐_增__大___ ，反射光线亮度逐渐_增__强___ 3、反射角与折射角哪个先增大到900？__折__射__角_____ 4、当入射角增大到某一角度，折射角增大到900时， _折__射__光线消失，只剩下_反__射___光线。继续增大入射角， 上述现象是否消失？____不__消_ 失
【探究与观察2】改变光的入 射方式，使光从光疏介质进 入光密介质，观察当入射角 逐渐增大的过程中，是否会 出现折射光消失，只剩下反 射光的现象？
二、全反射及临界角的计算
全反射现象
在探究与观察1中，光从光密介
质进入光疏介质时，当入射角增大到 某一角度，使折射角率先达到900时， 折射光完全消失，只剩下反射光的现 象就是全反射。
C
小结
1、光疏介质、光密介质 定义
2、全反射 临界角C sin C 1
n
全反射的产生条件
3、全反射原理的应用实例
海市蜃楼 全反射棱镜 光导纤维
产生全反射的条件：
（1）_光__密__介__质__进__光__疏__介__质____
（2）_入__射__角__大__于__等__于__临__界__角__
针对训练2
光在某种介质中的传播,介质的折射 率为2，若要使光从此介质进入真空 时发生全反射，则入射角不可能的值 是：[ A ]
A. 150 C. 450