全反射习题课tk

实验探究
• 随着入射角的增
大，反射光和折
射光的能量如何
v大
光疏介质
变化．
光密介质
• 当入射角增大到 v小
某一值时，会出
现什么现象．
二、全反射
光由光密介质射入光疏介质时，随着入射角的增 大，当折射角增大到90°时，折射N 光线完全消失， 只剩下反射光线，这种现象叫做全反射．
(1)全反射产生的条件: ①光线由光密介质射向光疏介质 ②入射角大于等于临界角即: i ≥ C
A、原理：利用全反射原理（思考 光纤内外层折射率的差别）
B、作用：传输光、图像或者其他 信息
C、优越性：光纤通信的主要优点 是容量大、衰减小、抗干扰性强
D、应用：光纤通信，医学及工业内 窥镜，饰品等……
光导纤维：
光导纤维在医学上的应用 :内窥镜
2、全反射棱镜：（截面为等腰直角三角形的棱镜）
45 45
• 折射率小的一介、质光叫疏光介疏质介和质光。密介质
• 折射率大的介质叫光密介质。
• 注意：1、光疏和光密介质是相对的。因为 折射率的大小是相对的。
介质 空气

水
折射率 1.00028 1.33
酒精 金刚石 1.36 2.42
2、不能理解为介质密度。如水和酒精
3、同一种光在光疏介质中传播速度较大， 在光密介质中传播速度较小
45
45
45 45
A、原理：利用全反射原理
B、作用：改变光路
C、优越性：反光率高,接近100%，成像失 真小
D、应用：精密昂贵的光学仪器中，如显微 镜、单反相机、潜望镜、望远镜……
思考1：为什么水中气泡特别明亮?
思考： 2、海市蜃楼的成因
中新网2004年3月16日电 ， 15日上午11时30分左右 (北京时间10时30分)，日 本根室市职员谷口博之在 北海道根室市海域的根室 海峡上空，观测到了船悬 于半空的海市蜃楼奇观， 并将其拍摄下来。

过程与方法
1.在实验探究发生全反射的条件时，经历猜想与验 证过程，培养总结归纳能力。 2.学习全反射现象及其应用，学会应用极限思想解 决问题的分析推理能力。
情感态度 与价值观
1.加深对临界现象中量变引起质变的感性认识。 2.领略物理之美，树立将物理知识应用于实际生活 的理念。
教学目标
教学重点
临界角的概念和发生全反射的条件
1 C arcsin n
1 n
4.全反射的条件： ①光由光密介质射向光疏介质 ②入射角大于等于临界角
全反射
光导纤维部分
任选以下作业中的两项完成：
1.解释为什么水中或玻璃中的气泡特别亮？ 2. 用圆底果冻壳，底部有洞的塑料杯，设计一个 可以观察到全反射的小实验。 3.上网查询关于09年诺贝尔物理高坤的关于光纤通 信的贡献和蜃景的成因和规律。
教学任务分析 教学目标 教法与学法
教学过程
板书设计
板书设计
§13.7 全反射
一、全反射原理
二、全反射的应用
沙漠蜃景
1. 现象：海市蜃楼
1.全反射定义：……………… 2.临界角：发生全反射时所对应的入射角。 3.计算式：
n
sin 90 0 sin C
2. 应用：全反射棱镜 光导纤维
sin C
教学过程
实验探究
各小组阐述结果，教师帮助归纳
1.全反射的定义
难点突破：自 主实验探究， 归纳全反射现 象产生的条 件，加深对全 反射的条件 的理解。
知 识 框 架
2.临界角的定义 3.临界角的计算
4.全反射的条件
①光由光密介质射向光疏介质 ②入射角大于等于临界角
教学过程
揭秘“魔术”
应用提高

几种介质的折射率
物质种类 金刚石 二硫化碳 玻璃 水晶 岩盐 酒精 水 空气
折射率
2.42 1 . 63 1 . 5~ 1.9 1 . 55 1 . 55 1 . 36 1 . 33 1 . 00028
不同介质折射率 不同，我们把折 射率较小的介质 称为光疏介质， 折射率较大的介 质称为光密介 质．
夜晚，在湖中心水面深ｈ=1m处放一点光源，在岸上的 人看来，水面能否全部被照亮？ 若能说明理由． 若不能，求出被照亮的面积. 已知水的折射率为1.33 (sin48.80=1/1.33 , tan48.80=1.14)
C
A
o
B
Ｃ
１
２
ｈ
θ1
θ2
N'
N' A
玻璃
光从光疏介质射入光密介质时，
＞ 入射角______折射角
光从光密介质射入光疏介质时，
C
＜ 入射角______折射角
全反射现象的探究：
现象再观察：
全反射的条件
①从光密介质射向光疏介质 ②入射角大于或等于某一角度
临界角 C
临界角 C
①刚好发生全反射时的入射角 ②折射角等于90°时的入射角（极限）
C、优越性：光纤通信的主要优点是容量 大、衰减小、抗干扰性强．
D、应用：光纤通信，医学及工业内窥镜， 饰品等……
本节小结
一、光疏介质与光密介质
1、定义: 2、理解: ①相对性。②以折射率为依据的，与 介质的其它属性无关。 二、全反射:
1、发生全反射的条件: ①、光从光密介质射向光疏介质 ②、入射角大于或等于临界角,即 i ≥ C 2、临界角的计算
= 48.80
θ = 2C=2×48.80 =97.60

临界角
刚好能发生全反射的入射角既折射角为90°的入射 角叫全反射的临界角。
用符号 C 表示。
演示
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
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
? 当 r = 60 °时, i =
全反射现象的应用
全反射棱镜
望远镜
光导纤维
内窥镜
鱼眼中的
世界
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
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
课题
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
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
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？
C
介质
界面
根据折射率 n sin i 可得 sin r
因而
真空
n sin 90 1 sin C sin C
sin C 1 n

掌握全反射的原理和条件对于光学设 计、光通信、光纤传感等领域具有重 要的应用价值。
光的全反射现象在自然界和日常生活 中广泛存在，研究其规律有助于更好 地认识和利用这些现象。
XX
PART 02
光的全反射基本原理
REPORTING
折射率与全反射角
折射率的定义
光在两种不同介质中传播速度的比值，决定了光线在介质界面上的折射程度。
反射式望远镜
利用全反射镜将光线反射 到目镜，观测天体。
潜望镜
利用两个全反射镜使光线 转折90度，实现隐蔽观察 。
其他领域的应用举例
激光唱片
利用光的全反射原理，在唱片表 面记录声音信息。
光学鼠标
利用光的全反射原理，通过检测反 射光线的变化来定位鼠标位置。
建筑装饰
利用全反射材料制造装饰品，增加 室内光线和美观度。
REPORTING
实验装置与步骤
实验步骤
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
逐渐增大入射角，观察折射角的 变化，直到发生全反射现象，记 录此时的入射角i2（临界角）。
实验装置：半圆形玻璃砖、激光 笔、量角器、白纸等。
将半圆形玻璃砖平放在白纸上， 用激光笔沿玻璃砖平面射入一束 光线，记录入射角i1和折射角r1。
保持入射角为i2，轻微旋转玻璃砖 ，观察反射光线和折射光线的变 化。
全反射角的概念
当光线从光密介质射向光疏介质时，折射角大于入射角，当入射角增大到某一 角度时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这个角度被称为全反射角。
光线在界面上的行为
反射定律
光线在介质界面上反射时，反射光线 、入射光线和法线处于同一平面内， 且反射角和入射角相等。
折射定律
光线从一种介质射向另一种介质时， 折射光线、入射光线和法线处于同一 平面内，且折射角和入射角的正弦之 比等于两种介质的折射率之比。

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。
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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。
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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。

；
5.当入射角增大到某一角度时，
折射光线 消失，所有光线全部反射。
二、全反射： 1、全反射：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。
2、临界角： 当光从光密介质射入光疏介质时，折射角 等于900角时的入射角叫做临界角。用C表示
3.发生全反射的条件：
根据下列光路图回答问题
法线 介质A 界面 介质B
A、B两种介质中介质 B 是光密介质
演示实验：一束激光沿透明半圆形玻璃砖 的半径射到直平面上，发生折射。
观察实验现象后回答： 随着入射角的逐渐增大的过程中
1.折射角逐渐
增大
；
2.折射光线亮度逐渐 减弱
；
3.反射角逐渐
增大
；
4.反射光线亮度逐渐 增强
内窥镜的结构
光导纤维在 医学上的应用
(1)光从光密介质射入光疏介质
(2)入射角等于或大于临界角
4、临界角C的大小：
法线真空 界面
介质
C
由折射率可得：n
C
1 n
不同介质的临界角
介质 水 折射率n 1.33
玻璃 1.5~1.9
金刚石 n＝2.42
临界角C 48.8 ° 32 °~ 42 ° 24.4 °
全反射
一、光疏介质和光密介质
光疏介质:两种介质中折射率较小 的介质叫做光疏介质.
光密介质:两种介质中折射率较大 的介质叫做光密介质.
根据表格回答问题
介质
水
折射率n 1.33
玻璃 1.5~1.9
金刚石 n＝2.42
（1）玻璃相对于水是 光密介质 玻璃相对于金刚石是 光介疏质
注意： “光密介质”和“光疏介质” 是相 对而言的，对其界定是以折射率为依据的。