高二物理人教版选修3-4课件：13.2 全反射ppt课件
合集下载
新课标人教版3-4选修三13.2《全反射》PPT课件1
生理光学：三原色原理
材料力学：杨氏弹性模量
考古学：破译古埃及石碑上的文 字
托马斯· 杨（Thomas Young）
一、 杨氏双缝干涉实验
杨氏用叠加 原理解释了 干涉现象， 在历史上第 一次测定了 光的波长， 为光的波动 学说的确立 奠定了基础。
一、 杨氏双缝干涉实验 杨氏双缝干涉实验妙何处？ 巧妙的获得两列振动情况完全相同的光 源——相干光源
干涉现 象是波独有 的特征，假 设光真的是 一种波，就 必然会观察 到光的干涉 现象．
第二节
光的干涉
一、 杨氏双缝干涉实验 1801年，英国物理学家托马斯· 杨 （1773~1829）在实验室里成功的观察到了光的 干涉．
光的波动说的奠基人之一
英国物理学家、医生和考古学家， 波动光学：杨氏双缝干涉实验
二、光的干涉
1、光的干涉： 由两束振动情况完全相 同的光在空间相互叠加，在一些地方相互 加强，在另一些地方相互削弱的现象，叫 做光的干涉。
单 色 激 光 束
S1 S2
P1 ΔS
二、 光的干涉
S线光源，G是一个遮光屏，其上有两条与S平行的狭缝S1、 S2，且与S等距离，因此S1、S2 是相干光源，且相位相同；S1、 S2 之间的距离是d ，到屏的距离是L。
练习题：
不能 发 1 、两只相同的灯泡发出的光束相遇 ______ 生干涉现象？（填“能”或“不能”） 2 、在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察 到彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光 片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只 能透过绿光），这时：（ C ） A 、只有红色和绿色的干涉条纹，其它颜色的双缝干 涉条纹消失． B 、红色和绿色的干涉条纹消失，其它颜色的干涉条 纹仍然存在． C、任何颜色的干涉条纹都不存在。 D、屏上无任何亮光．
材料力学：杨氏弹性模量
考古学：破译古埃及石碑上的文 字
托马斯· 杨（Thomas Young）
一、 杨氏双缝干涉实验
杨氏用叠加 原理解释了 干涉现象， 在历史上第 一次测定了 光的波长， 为光的波动 学说的确立 奠定了基础。
一、 杨氏双缝干涉实验 杨氏双缝干涉实验妙何处？ 巧妙的获得两列振动情况完全相同的光 源——相干光源
干涉现 象是波独有 的特征，假 设光真的是 一种波，就 必然会观察 到光的干涉 现象．
第二节
光的干涉
一、 杨氏双缝干涉实验 1801年，英国物理学家托马斯· 杨 （1773~1829）在实验室里成功的观察到了光的 干涉．
光的波动说的奠基人之一
英国物理学家、医生和考古学家， 波动光学：杨氏双缝干涉实验
二、光的干涉
1、光的干涉： 由两束振动情况完全相 同的光在空间相互叠加，在一些地方相互 加强，在另一些地方相互削弱的现象，叫 做光的干涉。
单 色 激 光 束
S1 S2
P1 ΔS
二、 光的干涉
S线光源，G是一个遮光屏，其上有两条与S平行的狭缝S1、 S2，且与S等距离，因此S1、S2 是相干光源，且相位相同；S1、 S2 之间的距离是d ，到屏的距离是L。
练习题：
不能 发 1 、两只相同的灯泡发出的光束相遇 ______ 生干涉现象？（填“能”或“不能”） 2 、在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察 到彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光 片（只能透过红光），另一缝前放一绿色滤光片（只 能透过绿光），这时：（ C ） A 、只有红色和绿色的干涉条纹，其它颜色的双缝干 涉条纹消失． B 、红色和绿色的干涉条纹消失，其它颜色的干涉条 纹仍然存在． C、任何颜色的干涉条纹都不存在。 D、屏上无任何亮光．
人教版高二物理选修3-4第13章第2节 全反射(共24张PPT)
水晶 1.55
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2020/6/11
3
思考·讨论
A
N
θ1
空气
O
θ2 玻璃
N'
B
2020/6/11
N
空气
O
玻璃
N'
N
空气
O
玻璃
N'
4
实验探究
探究一：光从玻璃射入空气
1、半圆形玻璃砖的平 直边沿90 0线放置
2020/6/11
2、光沿半圆形玻璃砖 的半径射到平直边上
3、通过转动光源增大 入射角
5
实验探究
8
二、全反射 1、定义：当光从光密介质射入光疏介质时，折射光完 全消失，只剩反射光的现象
空气
2、临界角C：折射光完全消失时的入射角 玻璃 C
3、发生全反射的条件： (1)光从光密介质射入光疏介质 (2)入射角等于或大于临界角
2020/6/11
9
思考与讨论
请大家计算折射率为 2 的某种介质在
空气
空气中发生全反射时的临界角C。
1、全反射棱镜：（截面为等腰直角三角形的棱镜）
45
45 45
45 45 45
优越性：
光线改变900
光线改变1800
2020/6/11
12
三、全反射的应用
潜望镜
2020/6/11
13
三、全反射的应用 望远镜
2020/6/11
14
三、全反射的应用
2、光导纤维
2020/6/11
15
三、全反射的应用
13.2 全反射
2020/6/11
1
温故·知新
N A
高中物理 13.2全反射课件 新人教版选修3-4
Know--X分类法
费曼学习法--
实操
第二步 根据参考，复述你所获得的主要内容
（二） 根 据 参 考 复 述
1.参照教材、辅导书或笔记复述主要内容； 2.复述并不是照着读出来或死记硬背，而是用自己的话去理解 ，想象如果你要把
这个讲给别人听，你会怎样讲。 就像你按照前面的步骤对定于从句的理解是“定语部分是个从句”，就没必要死记
角叫做临界角，用符号C 表示．
光从折射率为n的某种介质射到空气
N
(或真空)时的临界角C 就是折射角等于
90°时的入射角，根据折射定律可得：
B
O 光疏介质
光密介质
C A
N'
sin90
1
n
sinC sinC
因而 ：
sin C 1 n
常见物质的临界角：水：48.80 玻 璃： 320-420 金刚石：24.40
正确答案：A、C
［练习2］：光由折射率为 2 的介质中以400 的入射角射到介质与空气的界面上，问能否发 生全反射？
解析：不能发生全反射，因为全反射有 两个条件，第一个条件为光从光密介质 进入光疏介质，此题满足要求。第二个 条件为入射角大于或者等于临界角，通 过计算发现此介质临界角为45度，所以 不满足要求，由此可知不能发生全反射。
第二节 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。
*注意：
1、相对性：如水和空气比较；水和金刚 石比较…
2、不能理解为介质密度。如水和酒精..
（二）、思考光进入不同介质时的 角度大小关系：
N A
i O 光疏介质
费曼学习法--
实操
第二步 根据参考，复述你所获得的主要内容
（二） 根 据 参 考 复 述
1.参照教材、辅导书或笔记复述主要内容； 2.复述并不是照着读出来或死记硬背，而是用自己的话去理解 ，想象如果你要把
这个讲给别人听，你会怎样讲。 就像你按照前面的步骤对定于从句的理解是“定语部分是个从句”，就没必要死记
角叫做临界角，用符号C 表示．
光从折射率为n的某种介质射到空气
N
(或真空)时的临界角C 就是折射角等于
90°时的入射角，根据折射定律可得：
B
O 光疏介质
光密介质
C A
N'
sin90
1
n
sinC sinC
因而 ：
sin C 1 n
常见物质的临界角：水：48.80 玻 璃： 320-420 金刚石：24.40
正确答案：A、C
［练习2］：光由折射率为 2 的介质中以400 的入射角射到介质与空气的界面上，问能否发 生全反射？
解析：不能发生全反射，因为全反射有 两个条件，第一个条件为光从光密介质 进入光疏介质，此题满足要求。第二个 条件为入射角大于或者等于临界角，通 过计算发现此介质临界角为45度，所以 不满足要求，由此可知不能发生全反射。
第二节 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。
*注意：
1、相对性：如水和空气比较；水和金刚 石比较…
2、不能理解为介质密度。如水和酒精..
（二）、思考光进入不同介质时的 角度大小关系：
N A
i O 光疏介质
高二物理人教版选修3-4课件：13.2 全反射
首 页Hale Waihona Puke X 新知导学 Z 重难探究
INZHI DAOXUE
HONGNAN TANJIU
D 当堂检测
ANGTANG JIANCE
解析 :光导纤维的作用是传导光,它是直径为几微米到一百微米之间的 特制玻璃丝,且由内芯和外套两层组成,内芯的折射率比外套的大。载有声 音、 图像及各种数字信号的激光传播时,在内芯和外套的界面上发生全反射, 光纤具有容量大、衰减小、抗干扰性强等特点。在实际应用中,光纤是可以 弯曲的。所以选项 C 正确。 答案 :C
由
sin ������2 =n sin ������1
知,若 θ1 增大,θ2 也会增大,随着 θ1 的增大,θ2 先增大到 90° ,若
θ1 再增大,则折射光线会消失。
首 页
X 新知导学 Z 重难探究
INZHI DAOXUE
HONGNAN TANJIU
D 当堂检测
ANGTANG JIANCE
探究一
①定量关系 :光由某种介质射入空气(或真空)时,sin C= 。 ������ ②定性关系 :介质的折射率越大,发生全反射的临界角越小,越容易发生
全反射。
1
首 页
X 新知导学 Z 重难探究
INZHI DAOXUE
HONGNAN TANJIU
D 当堂检测
ANGTANG JIANCE
测一测
1.两种介质交界面上发生全反射时( A.光线一定在光密介质中 B.入射角一定不小于临界角 C.界面相当于一个镜面 D.有一部分光进入另一种介质中 解析 :根据全反射概念和临界角定义可知选项 A、B、C 正确。 答案 :ABC )
2
全反射
-1-
首 页
人教版高二物理选修3-4第十三章13.2.1全反射课件(共22张PPT)
C、优越性：反光率高,接近达到100%， 成像失真小. D、应用：精密昂贵的光学仪器中， 比 方说显微镜，单反相机，潜望镜， 望远镜……
请同学们观看蜃景的形成模拟，利用本节知识解释这种现象。
由刚才的分析我们知道：当光从光密介质射入光疏介质时， 入射角增大到某一角度使折射角等于900时，折射光完全消失， 只剩下反射光，这种现象叫全反射，这时的入射角叫临界角。 请同学们利用这些知识小组讨论以下问题。得出结论的小组做 好展示和质疑的准备。
1、已知某种介质的折射率为n，求这种介质的临界角C？
全反射的应用
1、全反射棱镜： （截面为等腰直角三角形的棱镜）
45 45
45
45
45 45
全反射棱镜典型应用
全反射的应用
2、光导纤维（演示）：
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
、原理：利用全反射原理
B、作用：改变光路
2、一束光，从AB面垂直射入横截面是等腰三角形的透明三棱镜中， 棱镜折射率n=√2。试做出光进入AB面的光路图，若光垂直于AC面 射入呢？试分析，光垂直于任意面进入棱镜的光路特点。
3、尝试过在游泳课的时候潜入水中看岸 上的景物吗?你会发现水面上的所有景物， 都出现在一个倒立圆锥里，为什么？ （请参考P50例题，利用光路的可逆性进 行分析。）
中央电视台记者2001 年9月12日沿着青藏公 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。
请同学们阅读课本P48-49独立思考完成以下问题，并在课本上进 行必要的勾画，加深理解。 1、（光疏介质与光密介质部分）： （1）知道光疏介质和光密介质的相对性； （2）由折射定律知，光从光密介质传到光疏介质时，折射角 _________ 入射角；光在光密介质传播的速度_________在光疏 介质中传播的速度。（填“大于”“小于”）（5分钟） 2、观看视频，回答下列问题：
请同学们观看蜃景的形成模拟，利用本节知识解释这种现象。
由刚才的分析我们知道：当光从光密介质射入光疏介质时， 入射角增大到某一角度使折射角等于900时，折射光完全消失， 只剩下反射光，这种现象叫全反射，这时的入射角叫临界角。 请同学们利用这些知识小组讨论以下问题。得出结论的小组做 好展示和质疑的准备。
1、已知某种介质的折射率为n，求这种介质的临界角C？
全反射的应用
1、全反射棱镜： （截面为等腰直角三角形的棱镜）
45 45
45
45
45 45
全反射棱镜典型应用
全反射的应用
2、光导纤维（演示）：
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
、原理：利用全反射原理
B、作用：改变光路
2、一束光，从AB面垂直射入横截面是等腰三角形的透明三棱镜中， 棱镜折射率n=√2。试做出光进入AB面的光路图，若光垂直于AC面 射入呢？试分析，光垂直于任意面进入棱镜的光路特点。
3、尝试过在游泳课的时候潜入水中看岸 上的景物吗?你会发现水面上的所有景物， 都出现在一个倒立圆锥里，为什么？ （请参考P50例题，利用光路的可逆性进 行分析。）
中央电视台记者2001 年9月12日沿着青藏公 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。
请同学们阅读课本P48-49独立思考完成以下问题，并在课本上进 行必要的勾画，加深理解。 1、（光疏介质与光密介质部分）： （1）知道光疏介质和光密介质的相对性； （2）由折射定律知，光从光密介质传到光疏介质时，折射角 _________ 入射角；光在光密介质传播的速度_________在光疏 介质中传播的速度。（填“大于”“小于”）（5分钟） 2、观看视频，回答下列问题：
高中物理人教版选修3-4《13.2全反射》(共24张PPT)-经典通用课件资料
全反射棱镜
全反射原理在生活中的应用及对奇妙自然现象的解释
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，由BC面垂直出射．
A 变化90 °
B
A 2、光线由AC面垂直入射
在AB、 BC面发生两次全反射，由AC面垂直出射．
2021/10/10
变化180 °
B
C
12
C&C08 iNET
MSR多业务交换机 （ATM/IP/MPLS）
路由器
原则上产品 都要用右边 的符号，但 对于无法用 符号表达的 就用此色块 示意，标上 名称即可。
ATM交换机
MD
MPLS
的临界角是:
()
A.600
B.450
C.900
D.300
B
小结: 1.两种介质相比较,折射率较大的介质叫光密介质,折射率较小的介质叫光疏介质. 2.光从光密介质进入光疏介质,且入射角达到或超过临界角C时,发生全反射.
3.介质对真空的临界角C:
sinc
1 =
n
思考题: 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,
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．
2021/10/10
13
全反射棱镜
提高反射率
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%
高二物理选修3-4-13.2-全反射 课件
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,接近达到100%，成 像失真小.
D、应用：精密昂贵的光学仪器中，比方说 显微镜，单反相机，潜望镜，望远镜……
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
第十三章 光
全反射
一、光疏介质与光密介质 光疏介质:折射率较小的介质叫光疏介质。
光密介质:折射率较大的介质叫光密介质。
金刚石 二硫化碳 玻璃 水晶
几种介质的折射率
2.42 岩盐
1.63 酒精
1.5~1.9 水
1
空气
1.55 1.36 1.33 1.0028
请问：酒精是光密介质还是光疏介质？
• 注：①光疏介质与光密介质是相对的。
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
；
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
折
射 率 大
Байду номын сангаас
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
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,接近达到100%，成 像失真小.
D、应用：精密昂贵的光学仪器中，比方说 显微镜，单反相机，潜望镜，望远镜……
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
第十三章 光
全反射
一、光疏介质与光密介质 光疏介质:折射率较小的介质叫光疏介质。
光密介质:折射率较大的介质叫光密介质。
金刚石 二硫化碳 玻璃 水晶
几种介质的折射率
2.42 岩盐
1.63 酒精
1.5~1.9 水
1
空气
1.55 1.36 1.33 1.0028
请问：酒精是光密介质还是光疏介质？
• 注：①光疏介质与光密介质是相对的。
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
；
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
折
射 率 大
Байду номын сангаас
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
人教版选修3-4 第十三章 第2节 全反射 课件(25张)
6．如图所示，一根长为 l＝5.0 m 的光导纤维用折射率 n ＝ 2 的材料制成．一束激光由其左端的中心点以 45°的入射 角射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射出，求：
(1)该激光在光导纤维中的速度 v 是多大； (2)该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多少．
解析：(1)由 n＝vc可得 v＝2.1×108 m/s.
4．下列选项为光线由空气进入全反射玻璃棱镜再由棱 镜射入空气的光路图．可以发生的是( )
解析：选 A 光垂直横截面是等腰直角三角形的棱镜的 某直角边射入棱镜时，在斜边发生全反射，故 A 正确．
5．光纤通信网覆盖奥运场馆，为各项比赛提供安全可 靠的通信服务．光纤通信利用光的全反射将大量信息高速传 输．如图所示，一条圆柱形的光导纤维，长为 L，它的玻璃 芯的折射率为 n1，外层材料的折射率为 n2，光在空气中的传 播速度为 c，若光从它的一端射入经全反射后从另一端射出 所需的最长时间为 t，则下列选项中正确的是(图中所标的 φ 为全反射的临界角)( )
②入射角 10 ___大__于__或__等__于____临界角． 1
(3)临界角 C 和折射率 n 的关系式：sin C＝ 11 _n__.
3．从能量角度来理解全反射：当光从光密介质射入光 疏介质时，随着入射角增大，折射角也增大．同时折射光线 强度减弱，即折射光线能量减小，反射光线强度增强，能量 增加，当入射角达到临界角时，折射光线强度减弱到零，反 射光的能量等于入射光的能量．
播速度
v＝nc＝
c＝ 6
23c，故 B 正确；光线从该介质射向空
2
气时，只要入射角大于等于临界角就能发生全反射，故 C 正
确；设光线由该介质射向空气时全反射的临界角为 C，则 sin
新课标选修3-413.2全反射课件
02
全反射是指光在两种不同介质界 面上完全不透射而全部反射回原 介质的现象。
全反射的特点
光线在发生全反射时，光在介质 中的速度会突然降低，能量全部
返回原介质。
全反射时，反射光的光速与入射 光的光速相等，不会发生光能量
的损失。
全反射只发生在光密介质射入光 疏介质时，且入射角大于临界角。
全反射的应用
光电传感器
计算机
用于产生单色光，作为 入射光。
用于产生全反射现象。
用于测量反射光的光强。
用于数据采集和记录。
实验步骤与操作
1. 将半圆形玻璃棱镜固定在支 架上，调整角度使得入射光能 够垂直照射到棱镜的曲面上。
2. 将光电传感器放置在适 当的位置，使其能够接收 反射光的光强。
3. 打开激光器，调整激光的波 长和功率，使得入射光的角度 恰好满足全反射的条件。
结论总结
根据实验结果和分析，总结全反射 现象的规律和特点，并探讨其在光
学、通信等领域的应用前景。
03 全反射的数学模型与公式 推导
折射率的定义与计算
折射率定义
光在两种不同介质中传播速度的 比值。
折射率计算
根据斯涅尔定律，折射率可以通 过入射角和折射角的正弦值之比 计算得出。
全反射角的计算公式
• 全反射角计算公式：当入射角增大到某一角度时，折射角将增 大到90度，此时的入射角称为全反射角，其计算公式为 (n_1 sin(C_1) = n_2 sin(C_2))，其中(n_1)和(n_2)分别为两种介质 的折射率，(C_1)和(C_2)分别为入射角和折射角。
新课标选修3-4 13.2全反射课件
contents
目录
• 全反射的定义与特点 • 全反射的实验与观察 • 全反射的数学模型与公式推导 • 全反射现象的实例展示 • 全反射在光学领域的应用
全反射是指光在两种不同介质界 面上完全不透射而全部反射回原 介质的现象。
全反射的特点
光线在发生全反射时，光在介质 中的速度会突然降低，能量全部
返回原介质。
全反射时，反射光的光速与入射 光的光速相等，不会发生光能量
的损失。
全反射只发生在光密介质射入光 疏介质时，且入射角大于临界角。
全反射的应用
光电传感器
计算机
用于产生单色光，作为 入射光。
用于产生全反射现象。
用于测量反射光的光强。
用于数据采集和记录。
实验步骤与操作
1. 将半圆形玻璃棱镜固定在支 架上，调整角度使得入射光能 够垂直照射到棱镜的曲面上。
2. 将光电传感器放置在适 当的位置，使其能够接收 反射光的光强。
3. 打开激光器，调整激光的波 长和功率，使得入射光的角度 恰好满足全反射的条件。
结论总结
根据实验结果和分析，总结全反射 现象的规律和特点，并探讨其在光
学、通信等领域的应用前景。
03 全反射的数学模型与公式 推导
折射率的定义与计算
折射率定义
光在两种不同介质中传播速度的 比值。
折射率计算
根据斯涅尔定律，折射率可以通 过入射角和折射角的正弦值之比 计算得出。
全反射角的计算公式
• 全反射角计算公式：当入射角增大到某一角度时，折射角将增 大到90度，此时的入射角称为全反射角，其计算公式为 (n_1 sin(C_1) = n_2 sin(C_2))，其中(n_1)和(n_2)分别为两种介质 的折射率，(C_1)和(C_2)分别为入射角和折射角。
新课标选修3-4 13.2全反射课件
contents
目录
• 全反射的定义与特点 • 全反射的实验与观察 • 全反射的数学模型与公式推导 • 全反射现象的实例展示 • 全反射在光学领域的应用
人教版高中物理选修3-4 第十三章13.2全反射 (共20张PPT)教育课件
心
安
；
书
一
笔
清
远
，
盈
一
抹
恬
淡
，
浮
华
三
千
，
只
做
自
己
；
人
间
有
情
，
心
中
有
爱
，
携
一
米
阳
光
，
微
笑
向
暖
。
口
罗
不
是
。
■
电
:
那
你
的
第
一
部
戏
有
没
有
胆
怯
，
像
费
里
尼
拍
第
一
部
戏
时
就
穿
戴
得
很
正
式
给
人
一
种
威
严
感
。
口
罗
没
有
我
和
他
不
同
。
我
是
从
底
层
爬
上
来
的
我
清
楚
怎
么
运
作
这
个
东
西
(
电
影
拍
摄
)
所
以
为
什
么
很
多
时
候
在
现
场
我
不
想
等
。
你
可
以
说
我
较大的介质称为光密介质。
入
反
射
高中物理人教版选修3-4课件：13.2 全反射
解决全反射问题的基本方法如下: (1)确定光是由光疏介质进入光密介质还是由光密介质进入光疏介 质。 1 (2)若光由光密介质进入光疏介质, 则根据 sin C= 确定临界角, 看是
n
否发生全反射。 (3)根据题设条件, 画出入射角等于临界角的“临界光路”。 (4)运用几何关系、三角函数关系、反射定律等进行判断推理、运算 及变换, 进行动态分析或定量计算。
2.全反射
夏季的早晨, 从某一方向看植物叶子上的露珠会格外明亮, 玻璃中的 气泡从侧面看也是特别明亮, 这是什么道理呢?
1. 知道光疏介质、光密介质、全反射、临界角的概念。 2. 能判定是否发生全反射, 并能分析解决有关问题。 3. 了解全反射棱镜和光导纤维。
1. 研究光的全反射现象 (1)光疏介质和光密介质:折射率较大的介质称为光密介质, 折射 率较小的介质称为光疏介质, 光密介质与光疏介质具有相对性。 (2)全反射现象:光由光密介质进入光疏介质时, 同时发生折射和 反射。 如果入射角逐渐增大, 折射光离法线越来越远, 而且越来越弱。 当入射角增大到某一角度, 使折射角达到 90° 时, 折射光完全消失, 只 剩下反射光, 这种现象叫做全反射。 这时的入射角称为临界角, 用 C 表示。 1 (3)全反射临界角:C=arcsin n。 ①临界角的含义:折射角为 90° 时的入射角。 ②规律:一旦发生全反射, 即符合光的反射定律。 (4)全反射条件:①光从光密介质射到光疏介质;②入射角大于或 等于临界角。
光疏介质、光密介质是对确定的两种介质而言的。任何 两种透明介质都可以通过比较光在其中速度的大小或折射率的大 小来判定是光疏介质还是光密介质。
当光从光密介质进入光疏介质时, 入射角增大, 折射角也随之增 大, 当折射角达到 90° 时, 折射光线消失, 只剩下反射光线, 这种现象叫 做全反射。对于全反射可以从以下三个方面来理解: 1. 临界角:光从某种介质进入真空(或空气)时, 刚好发生全反射 ������������������90°������������������C,故 C=arcsin1n。 2. 从能量的角度来理解全反射:当光从光密介质射入光疏介质 时, 入射角增大, 折射角增大。同时折射光线强度减弱, 即折射光线能 量减小, 反射光线强度增强, 能量增加。当入射角达到临界角时, 折射 光强度减小到零, 入射光的能量全部集中到反射光。 3. 发生全反射的条件:光由光密介质射向光疏介质;入射角 θ1 大 于或等于临界角 C, 即 θ1 ≥C。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2 全反射
-1-
情景导入
首页
X D 新知导学 INZHI DAOXUE
答疑解惑
AYIJIEHUO
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
思维导图
沙漠中的旅行者急于找到水源
时,有时会意外地看到前方有 一片晶莹的“水面”,而当他们向 前走去时,“水面”却是可望而不 可即,原来这就是“蜃景”。这种 现象是怎样形成的呢?
(2)全反射遵循的规律:发生全反射时,光全部返回原介质,入射光 与反射光遵循光的反射定律,由于不存在折射光线,光的折射定律 不再适用。
(3)从能量角度来理解全反射:当光从光密介质射入光疏介质时, 随着入射角增大,折射角也增大。同时折射光线强度减弱,即折射 光线能量减小,反射光线强度增强,能量增加,当入射角达到临界角 时,折射光线强度减弱到零,反射光的能量等于入射光的能量。
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
填一填
练一练
如图所示,一束光线从空气射入某介质,入射光线与反射光线夹 角为90°,折射光线与入射光线延长线间夹角θ为15°,求:
(1)该介质的折射率。 (2)光在该介质中传播的速度。 (3)当光从介质射入空气时的临界角。
填一填
练一练
首页
X D 新知导学 INZHIDAOXUE
答疑解惑
AYIJIEHUO
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
探究一
探究二
名师精讲 1.对光疏介质和光密介质的理解 (1)光疏介质和光密介质的比较:
光疏介质 光密介质
光的传播速度 大 小
折射率 小 大
(2)相对性:光疏介质、光密介质是相对的。任何两种透明介质 都可以通过比较光在其中传播速度的大小或折射率的大小来判断 谁是光疏介质或光密介质。
首页
X D 新知导学 INZHIDAOXUE
答疑解惑
AYIJIEHUO
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
填一填
练一练
1.光疏介质和光密介质(见课本第48页)
项目 名称 光疏介质
光密介质
定义 传播速度
折射特点
折射率较小的介质 折射率较大的介质
光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的 传播速度小 (1)光从光疏介质射入光密介质时,折射角小于入 射角 (2)光从光密介质射入光疏介质时,折射角大于入 射角
探究一
探究二
首页
X D 新知导学 INZHIDAOXUE
答疑解惑
AYIJIEHUO
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
探究一对全反射的理解 问题导引
夏季的早晨,从某一方向看植物叶子上的露珠会格外明亮,玻璃 中的气泡从侧面看也是特别明亮,这是什么道理呢?
首页
X D 新知导学 INZHIDAOXUE
(3)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。 例如,酒精的密度比水小,但酒精和水相比,酒精是光密介质。
首页
X D 新知导学 INZHIDAO
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
探究一
探究二
2.全反射现象 (1)全反射的条件:
①光由光密介质射向光疏介质。 ②入射角大于或等于临界角。
答疑解惑
AYIJIEHUO
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
解析:(1)由反射定律可知 α=β,由于 α+β=90°,故入射角 α=45°;
由题图可知 r+θ=α=45°,由于 θ=15°,故折射角 r=30°,所以该介
质的折射率
n=ssiinn������������
=
sin45° sin30°
=
(2)由折射率与速度的关系
2。 n=������������得
v=������������
=
3.0×108 2
m/s=2.12×108 m/s。
(3)光从介质射入空气时临界角的正弦值 sin C=1������ =
1 2
=
22,故
临界角 C=45°。
答案:(1) 2 (2)2.12×108 m/s (3)45°
C=
1 ������
。
②定性关系:介质的折射率越大,发生全反射的临界角越小,越容易
发生全反射。
填一填
练一练
首页
X D 新知导学 INZHIDAOXUE
答疑解惑
AYIJIEHUO
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
3.全反射的应用(见课本第50页) (1)全反射棱镜:
①形状:截面为等腰直角三角形的棱镜。 ②光学特性:
a.当光垂直于截面的直角边射入棱镜时,光在截面的斜边上发生全 反射,光射出棱镜时,传播方向改变了90°。 b.当光垂直于截面的斜边射入棱镜时,在两个直角边上各发生一次 全反射,使光的传播方向改变了180°。
填一填
练一练
首页
X D 新知导学 INZHIDAOXUE
答疑解惑
AYIJIEHUO
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
AYIJIEHUO
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
填一填
练一练
首页
X D 新知导学 INZHIDAOXUE
答疑解惑
AYIJIEHUO
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
2.全反射及其产生条件(见课本第49页) (1)全反射及临界角的概念:
①全反射:当光从光密介质射入光疏介质时,同时发生折射和反射。
当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光完全消失,只 剩下反射光的现象。
首页
X D 新知导学 INZHIDAOXUE
答疑解惑
AYIJIEHUO
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
探究一
探究二
3.不同色光的临界角 不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时,频率越高的光的临 界角越小,越易发生全反射。
探究一
探究二
【例题1】
首页
X D 新知导学 INZHIDAOXUE
答疑解惑
(2)光导纤维及其应用:
①原理:利用了光的全反射。 ②构造:光导纤维是非常细的特制玻璃丝,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。
③主要优点:容量大、能量损耗小、抗干扰能力强、保密性好等。
首页
X D 新知导学 INZHIDAOXUE
答疑解惑
AYIJIEHUO
②临界角:刚发生全反射(即折射角等于90°)时的入射角,用字母C表
示。
填一填
练一练
首页
X D 新知导学 INZHIDAOXUE
答疑解惑
AYIJIEHUO
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
(2)全反射的条件:
①光由光密介质射入光疏介质。
②入射角大于或等于临界角。
(3)临界角与折射率的关系:
①定量关系:光由某种介质射入空气(或真空)时,sin
-1-
情景导入
首页
X D 新知导学 INZHI DAOXUE
答疑解惑
AYIJIEHUO
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
思维导图
沙漠中的旅行者急于找到水源
时,有时会意外地看到前方有 一片晶莹的“水面”,而当他们向 前走去时,“水面”却是可望而不 可即,原来这就是“蜃景”。这种 现象是怎样形成的呢?
(2)全反射遵循的规律:发生全反射时,光全部返回原介质,入射光 与反射光遵循光的反射定律,由于不存在折射光线,光的折射定律 不再适用。
(3)从能量角度来理解全反射:当光从光密介质射入光疏介质时, 随着入射角增大,折射角也增大。同时折射光线强度减弱,即折射 光线能量减小,反射光线强度增强,能量增加,当入射角达到临界角 时,折射光线强度减弱到零,反射光的能量等于入射光的能量。
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
填一填
练一练
如图所示,一束光线从空气射入某介质,入射光线与反射光线夹 角为90°,折射光线与入射光线延长线间夹角θ为15°,求:
(1)该介质的折射率。 (2)光在该介质中传播的速度。 (3)当光从介质射入空气时的临界角。
填一填
练一练
首页
X D 新知导学 INZHIDAOXUE
答疑解惑
AYIJIEHUO
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
探究一
探究二
名师精讲 1.对光疏介质和光密介质的理解 (1)光疏介质和光密介质的比较:
光疏介质 光密介质
光的传播速度 大 小
折射率 小 大
(2)相对性:光疏介质、光密介质是相对的。任何两种透明介质 都可以通过比较光在其中传播速度的大小或折射率的大小来判断 谁是光疏介质或光密介质。
首页
X D 新知导学 INZHIDAOXUE
答疑解惑
AYIJIEHUO
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
填一填
练一练
1.光疏介质和光密介质(见课本第48页)
项目 名称 光疏介质
光密介质
定义 传播速度
折射特点
折射率较小的介质 折射率较大的介质
光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的 传播速度小 (1)光从光疏介质射入光密介质时,折射角小于入 射角 (2)光从光密介质射入光疏介质时,折射角大于入 射角
探究一
探究二
首页
X D 新知导学 INZHIDAOXUE
答疑解惑
AYIJIEHUO
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
探究一对全反射的理解 问题导引
夏季的早晨,从某一方向看植物叶子上的露珠会格外明亮,玻璃 中的气泡从侧面看也是特别明亮,这是什么道理呢?
首页
X D 新知导学 INZHIDAOXUE
(3)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。 例如,酒精的密度比水小,但酒精和水相比,酒精是光密介质。
首页
X D 新知导学 INZHIDAO
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
探究一
探究二
2.全反射现象 (1)全反射的条件:
①光由光密介质射向光疏介质。 ②入射角大于或等于临界角。
答疑解惑
AYIJIEHUO
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
解析:(1)由反射定律可知 α=β,由于 α+β=90°,故入射角 α=45°;
由题图可知 r+θ=α=45°,由于 θ=15°,故折射角 r=30°,所以该介
质的折射率
n=ssiinn������������
=
sin45° sin30°
=
(2)由折射率与速度的关系
2。 n=������������得
v=������������
=
3.0×108 2
m/s=2.12×108 m/s。
(3)光从介质射入空气时临界角的正弦值 sin C=1������ =
1 2
=
22,故
临界角 C=45°。
答案:(1) 2 (2)2.12×108 m/s (3)45°
C=
1 ������
。
②定性关系:介质的折射率越大,发生全反射的临界角越小,越容易
发生全反射。
填一填
练一练
首页
X D 新知导学 INZHIDAOXUE
答疑解惑
AYIJIEHUO
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
3.全反射的应用(见课本第50页) (1)全反射棱镜:
①形状:截面为等腰直角三角形的棱镜。 ②光学特性:
a.当光垂直于截面的直角边射入棱镜时,光在截面的斜边上发生全 反射,光射出棱镜时,传播方向改变了90°。 b.当光垂直于截面的斜边射入棱镜时,在两个直角边上各发生一次 全反射,使光的传播方向改变了180°。
填一填
练一练
首页
X D 新知导学 INZHIDAOXUE
答疑解惑
AYIJIEHUO
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
AYIJIEHUO
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
填一填
练一练
首页
X D 新知导学 INZHIDAOXUE
答疑解惑
AYIJIEHUO
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
2.全反射及其产生条件(见课本第49页) (1)全反射及临界角的概念:
①全反射:当光从光密介质射入光疏介质时,同时发生折射和反射。
当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光完全消失,只 剩下反射光的现象。
首页
X D 新知导学 INZHIDAOXUE
答疑解惑
AYIJIEHUO
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
探究一
探究二
3.不同色光的临界角 不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时,频率越高的光的临 界角越小,越易发生全反射。
探究一
探究二
【例题1】
首页
X D 新知导学 INZHIDAOXUE
答疑解惑
(2)光导纤维及其应用:
①原理:利用了光的全反射。 ②构造:光导纤维是非常细的特制玻璃丝,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。
③主要优点:容量大、能量损耗小、抗干扰能力强、保密性好等。
首页
X D 新知导学 INZHIDAOXUE
答疑解惑
AYIJIEHUO
②临界角:刚发生全反射(即折射角等于90°)时的入射角,用字母C表
示。
填一填
练一练
首页
X D 新知导学 INZHIDAOXUE
答疑解惑
AYIJIEHUO
D当堂检测 ANGTANG JIANCE
(2)全反射的条件:
①光由光密介质射入光疏介质。
②入射角大于或等于临界角。
(3)临界角与折射率的关系:
①定量关系:光由某种介质射入空气(或真空)时,sin