全反射定稿

观察现象后回答：
随着入射角的逐渐增大的过程中
1.折射角逐渐 2.折射光线亮度逐渐 3.反射角逐渐 4.反射光线亮度逐渐
增大 ； 减弱 ；
增大 ； 增强 ；
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、全反射现象
1.光在两种介质分界面的时候可能同时发生发射和折射现象 2.入射光线最亮，反射和折射亮度在变化（能量） 3.当入射角增大到一定程度的时候，折射光线消失，入射光线全 部反射回介质
[例题3]劣质的玻璃中往往含有气泡.这些空 气泡看上去比较亮,对这一现象有下列不 同的解释,其中正确的是( D )
A空气泡对光线有聚集作用,因而较亮.
B.空气泡对光线有发散作用.因而较亮.
C.从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分 发生全反射,因而较亮.
D.从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分 发生全反射,因而较亮.
①光从光密介质射入光疏介质 4、产生全反射现象的条件
②入射角≥ 临界角
解题指导
[例题1]光在某种介质中的传播,介质的折射 率为2，若要使光从此介质射向真空时发生 全反射，则入射角不可能的值是：A[ ]
A. 150 C. 450
B. 300 D. 600
[例题2]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 ]
C=450.
2.n=Sini/Sinr
5．在图13－2－11中，ABC是一块玻璃直角三棱镜的主截面，折 射率n＝1.5.当一束光垂直于BC面射到棱镜上时，画出在各个面 上反射、折射的光路图．
1.光线垂直BC射入，部分原路返回， 部分方向不变射到AC上。
2.入射角为i=300＜arcsin2/3
α
发生反射和折射。
C
2、光导纤维
光导纤维
阅读教材，填空、画图
光导纤维由 内芯和外套两部分 组成，二 者的折射率不同， 内芯 的折射率大，外套 的 折射率小。
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
内 A、原理：利用全反射原理（思考光
层 纤内外层折射率的差别）
1、临界角C的计算：
当光从介质射向真空（或空气）时
根据折射定律： n s i n1 s i n2
θ1=?
n sin900 s i nC
sin C 1 n
水的临界角为48.80 各种玻璃的临界角为320-420 金刚石的临界角为24.40
思考:光从空气射向玻璃中会发生全反射吗?
2、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: θ2 ≥ C
[例题4]如图所示，一束光以45°的入射角从空气投射到三棱镜 的一个侧面上，在棱镜上发生折射，折射光线与棱镜该侧面成 60°角，并在棱镜另一侧面上恰好发生全反射。由此可知，该 棱镜材料的折射率为√2 ________，该棱镜的顶角θ的大小7为50____
课后练习
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
2．光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高 速度、高质量的通信服务．目前，我国正在大力建设高质量 的宽带光纤通信网络．下列说法正确的是( AD )
A．光纤通信利用光作为载体来传播信息 B．光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理 C．光导纤维传递光信号是利用光的色散原理 D．目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝
A
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 变化180 °
反射，垂直由AC面出射．
B
3、全反射棱镜
缩短镜筒的长度
在光学仪器里，常用全反射棱镜来代替平面镜， 改变光的传播方向．望远镜为了提高倍数，镜筒要很 长，通过使用全反射棱镜能够缩短镜筒的长度．
3、全反射棱镜
提高反射率
2、在研究全反射现象中，刚好发生全反射，即折射角等于90°时 的入射角是一个很重要的物理量，叫做临界角C。
3、临界角C是折射角等于90°时的入射角，据折射定律及光路可逆 性可计算出光从介质射入空气时,C和折射率的关系：
n sin 90 0 1
,即： sin C 1
sin C sin C
n
si
n
i
sinr cosc
sini ncosc n 1 sin2c
C r i
sinc 1 ,sini n2 1 n
∴只要i≤arcsin n2 1 ,光将全部从右侧射出。
若上述直纤维棒长L，从另一端射出所需最长时间多少？
分析：所需时间最长，则路程最
B
长，即入射光线AB最长。
C
入射角为临界角C即发生全反射，
光才能全部从另一端射出。 A
D
（多次全反射和一次全反射计算
结果同,只不过分成若干段)
解：设一次全反射时路程S=2AB=2×0.5L/SinC=nL. 光在纤维中的速度v=c/n ∴最长时间t=S/V=n2L/C
在研究全反射现象中，刚好发生全反射的，即折 射角等于90°时的入射角叫做临界角,是一个很重要
的物理量．临界角用C 表示
N
θ2 ≥ 临界角C
O 空气
玻璃介质
θ3 θ2
B
N'
A
发生全反射现象
当光线从玻璃介质射入空气 介质时，如果入射角等于或 大于临界角，就发生全反射 现象．
三、临界角：折射角等于900时的入射角。
四、全反射现象的应用
1、海市蜃楼 船悬于半空的海市蜃楼奇观
海市蜃楼
海市蜃楼
中央电视台记者2001年 9月12日在奔赴中国西 部长江源头采访途中拍 下了难得一见的“海市 蜃楼”。当记者沿着青 藏公路经过海拔2675米 的万长盐桥时，突然看 到远处的戈壁上，有沙 丘飘浮在天空中，在阳 光和浮云的作用下，沙 丘不断变幻着颜色，沙 丘的周围是“波光粼粼 的湖水”，水面映出清 晰的倒影。
全反射
光由玻璃介质射入空气时，同时发生反射和折射，折 射角大于入射角，随着入射角的增大，反射光线越来 越强，折射光线越来越弱，当折射角增大到90°时， 折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做 全反射．
N B
θ1
O 空气
介质
θ3 θ2
C N' A
N
O 空气
介质
θ3 θ2
C
A
N'
折射角θ1 为90°时，发生全反射现象．
α=600，发生全反射
• 6．在完全透明的水下某深处，放一点光源，在水面上可见
到一个圆形的透光圆面，若透光圆面的半径匀速下降
• C．匀速上升 D．匀速下降
vt
光源下降L=vtcotC
VCOtC定值，则L与t成正比
L
7.一光线从空气垂直射入n=√2的棱镜BC上，求光线离开棱镜时
光疏介质和光密介质是相对的．
我们现在研究当光从玻璃介质斜射入空气的过 程, 通过前面的学习我们知道光由玻璃介质斜射入 空气时，折射角大于入射角，由此可以预料，当入 射角增大到一定程度时，折射角就会增大到90°．
N B
θ1 O 空气
介质
θ2 N' A
N
θ1
B
O 空气
介质
θ2 A
N'
折射角θ1为90°时，会发生什么情况？
θ
C
全反射原理在生活中的应用 及对奇妙自然现象的解释
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？
重要提示
在运用光的折射定律作光路图解决实 际问题时,首先要确定临界角,看是否会发 生全发射,在确定未发生全反射的情况下, 再根据折射定律确定入射角或折射角.
折
射 率 大
B、作用：传输光、图象或者其他信 息
于 外 层
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．
折
射 D、应用：光纤通信，医学及工业内
率 窥镜，饰品等……
3、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 在AC面发生全反射，
垂直由BC面出射．
物理选修3-4
第十三章 光
一、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光疏介质，
折射率较大的介质称为光密介质．
N A
θ1
N
θ2 ＞ θ3
A
θ1
O
空气
介质 1
n１ ＜ n2
O 空气
介质2
θ2 N' B 介质1相对介质2是光疏介质
θ3 B
N'
介质1与介质2相对空气都是光密介质
与界面的夹角。
B
sinC=1/n, C=450＜600. 发生全反射。
a=300.
n=sini/sina, i=450
600
600 600 a
C
i
300 A
如图：n=1.52
求视野角度θ？
知最大折射角，求最大 入射角
12cm θ/2
20cm
要使外界1800范围景物全部 被观察到，应嵌入折射率 多大的玻璃砖？
课堂小结
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
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: θ2 ≥ C
海市蜃楼
3、全反射原理的应用实例