光的反射折射及全反射课件

高考一轮总复习•物理
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第十三章 光 电磁波 相对论
第1讲 光的折射 全反射
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素养目标 1.了解光的折射和全反射现象．(物理观念) 2.了解折射率的概念和折射定 律．(物理观念) 3.知道光的色散的成因及各种色光的比较．(物理观念) 4.分析光的折射和 全反射问题的一般思路．(科学思维)
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解析：(1)光在透明体中反射两次后垂直于 B 端面射出时，光路图如图甲所示，根据对 称性，光每次反射的入射角相同，都为 θ＝45°.光传播的路程为 4Rcos θ，光在介质中的速度 v＝nc，可以求出光在透明体中的运动时间 t＝2 2cnR.
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解析：由题意作出光路图如图所示
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光线垂直于 BC 方向射入，根据几何关系可知入射角为 45°，由于棱镜折射率为 2，根 据 n＝ssiinn ri，有 sin r＝12，则折射角为 30°
∠BMO＝60°，因为∠B＝45°，所以光在 BC 面的入射角为 θ＝90°－(180°－60°－45°) ＝15°
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典例 2 (2023·湖南卷)(多选)一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援 人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为 α，如图 所示．他发现只有当 α 大于 41°时，岸上救援人员才能收 到他发出的激光光束，下列说法正确的是( )
A．水的折射率为sin141° B．水的折射率为sin149° C．当他以 α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角 小于 60° D．当他以 α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角 大于 60°

4 3
图12-1-4
•
光线恰好在界面发生全反射时有 左侧射入时in C n
• 律有 • 得sinα = • • •
sin
，联立这两式代入数据可
sin( C) 分析光的全反射、临界角问题要注意： 2 (1)画出恰好发生全反射的光路图. 7 (2)找出临界角，利用几何知识分析线、角关系，进行求解. 3
•
如图，作出入射点的法线，可知在入 射角相同的情况下，a光的折射角大于b 光的折射角，由公式n= ，可得折射 率na<nb，A错误；由于na<nb知频率 ν a<ν b，B错误；由v= 可知，C正确；
sin 1 sin 2
当光从光密介质射向光疏介质时才会发生全反 射，水的折射率比空气大，所以无论入射角多 大都不会发生全反射，D错误.
sin是联系几何光学与物理光学的桥 c 1 n sin 2 v
• 折射率
梁，在研究同一介质对不同色光的折射率与光速及 波长（频率）关系时，此公式是重要的理论依据.
变式训练 2 ： 如图 12-1-7 所示，一个三棱 镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角．此截 面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到 AB 边，进入棱镜后直接射到 AC 边上，并刚好 能发生全反射．该棱镜材料的折射率为 ______.(填入正确选项前的字母)
光线从光密介质射入光疏介质
• (3)全反射条件 入射角大于或等于临界角 •① . •② . • 常见的全反射现象有：光导纤维，内窥镜，海市蜃楼，沙漠蜃景 等.
• 3.棱镜 • (1)横截面为 或 的透明体称为棱镜. 三角形 梯形 • (2)棱镜对光线的偏折作用：如图 12-1-1所示，当光线从空 气射入玻璃棱镜时，出射光线向底边偏折，偏折角度θ 随棱 镜材料的折射率增大而 .

介质1 玻璃 水
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
介质2 空气 空气
临界角 42.26° 48.75°
全反射的应用
全反射在光纤通信、潜水器看板、显微镜和棱镜反射器等领域有着广泛的应用。
1
潜水器看板
2
潜水器看板中使用全反射原理，使得 潜水者能够在水下看清楚板上的文字。
3
棱镜反射器
4
棱镜反射器利用全反射现象来对光线 进行反射和分光。
光纤通信
《光的折射全反射》PPT 课件
光的折射是光线从一种介质进入另一种介质时改变方向的现象。
折射现象介绍
折射是光线从一种介质（如空气）进入另一种介质（如玻璃）时，由于两种介质的光速不同，导致光线 改变方向的现象。
水的折射
水中的光线经历折射后会改变方向，造成物体看 起来位置偏移。
玻璃的折射
玻璃中的光线在进出界面时会发生反射和折射， 使得物体看起来出现形状变形。
光纤中的信号传播过程依靠全反射， 实现高速、高带宽的信息传输。
显微镜
显微镜中使用全反射来增强样本细节 的可见性。
总结和展望
通过学习光的折射与全反射，我们可以更好地理解光的传播与反射规律，并 且将这些原理应用于实际生活和科学研究中。
折射定律
折射定律描述了光线由一种介质射入另一种介质时的折射行为。它表明入射角、折射角和两种介 质的折射率之间存在一个关系。
折射定律
入射角的正弦与折射角的正弦的比等于两种介质的折射率的比。
光的折射与折射率的关系
光的折射与介质的折射率密切相关。不同的介质具有不同的折射率，从而导致了光线在不同介质中的传 播方式和路径的变化。
介质 空气 水 玻璃
折射率 1.0003 1.33 1.5

• 【例４】半径为Ｒ的半圆柱形玻璃,横截面如图 所示,Ｏ为圆心,已知玻璃的折射率为,当光由玻璃 射向空气时,发生全反射的临界角为、一束与Ｍ Ｎ平面成45°角的平行光射到玻璃的半圆柱面上, 经玻璃折射后,又部分光能从ＭＮ平面上射出,求 能从ＭＮ射出的光束的宽度为多少？
光的Байду номын сангаас散问题
• 【例５】如图所示,一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象,下 列说法正确的是( )
的折射率、
• (1)求两条光线经柱面与底面折射后的交点与Ｏ点的距离、 • (2)若入射的是单色蓝光,则距离Ｏ将比上面求得的结果
大依然小？
视深与实深问题
• 【例２】有人在游泳池边上竖直向下观察池水的 深度,看上去池水的视深约为h、已知水的折射率, 那么,水的实际深度约为多少？
• 【点评】这类问题还涉及近似处理的情况,既可 从视宽进行极限讨论,也可从三角函数进行极限 讨论,后者请同学们自主探究一下。
• ②光疏三棱镜:当光线从一侧面射入,从另一侧面射 出时,光线两次均向顶角偏折、
• ③全反射棱镜(等腰直角棱镜):当光线从一直角边＿ ＿＿射入时,在斜边发生全反射,从另一直角边垂直 射出,当光线垂直于斜边射入时,在＿＿＿发生全反 射后又垂直于斜边射出、
• ④全反射棱镜对光路的控制如图所示、
• ⑤全反射棱镜的优点:全反射棱镜与平面镜在 改变光路方面,效果是相同的,相比之下,全反 射棱镜成像更＿＿＿,光能损失更＿＿＿、
探究材料能发生全反射的条件问题
• 【例３】如图所示,一立方体玻璃砖,放在空气中,平行光束 从立方体的顶面斜射入玻璃砖,然后投射到它的一个侧面、 若全反射临界角为42°,问:
• ⑴这光线能否从侧面射出？ • ⑵若光线能从侧面射出,玻璃砖折射率应满足何条件？