新课标人教版3-4选修三13.2《全反射》PPT课件1
合集下载
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。
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
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%
高中物理13.2全反射课件新人教版选修3-4
则 MN 上方的光线一定在界面 ab 上发生了全反射,因此只有射 到界面 Nb 上的光线才能射出玻璃,界面 Nb 部分是亮的. 1 由 sin C=n得∠C=30° 由几何关系知 θ=30° 30° 1 所以 Nb 的长度 s= ×2πR= πR 360° 6
答案:
1 πR 6
解决全反射问题的一般方法: (1)确定光是从光密介质进入光疏介质. 1 (2)应用 sin C= 确定临界角. n (3)抓住特殊光线的分析, 关键是找出边界光线. 如画出入射 角等于临界角的临界光路图. (4)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等,进行分 析、判断、运算,解决问题.
外套 两层组成.内芯的折射率比外套的 ____ 大 , 内芯 和_____ 之间,由 _____ 全反射 . 光传播时在内芯与外套的界面上发生 ________ 衰减小 ,抗干扰性强. 3.光纤通信的主要优点:容量大,________
讲 要点例析
对全反射现象的理解 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. 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.
折射特点 小于入射角
光密 介质射入 ______ 光疏 介质时, (2)光从 ______ 折射角
大于入射角
光疏介质和光密介质是相对而言的.
2.全反射现象
二、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
垂直 于它的 ______ 任意 一个界面射入后,都会在其内 (1)当光 ______
2.沙漠蜃景 (1)气候条件: 夏天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. (2)光路分析: 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. (3)虚像的形成: 人们逆着反射光线看去, 就会看到远处物体 的倒影 (图 ),仿佛是从水面反射出来的一样.沙漠里的行人常被 这种景象迷惑,以为前方有水源而奔向前去,但总是可望而不可 即.
人教版选修3-4第13章第2节 全反射 课件 (1)
光导纤维的用途很大,通过它可以实现光纤通 信.
光纤
光纤通信的主要优点是容量大、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.
光导纤维在医学上的应用 :内窥镜
典例精析 (多选)一束光从空气射向折射率n= 面,如图所示,θ1代表入射角,则( BC ) A.当θ1>45° 时会发生全反射现象 B.无论入射角θ1是多大,折射角 θ2都不会超过45° C.当入射角θ1=45° 时,折射角 θ2=30° D.当入射角θ1=60° 时,反射光 线与折射光线垂直
图 131
【解析】 设光在鳞片中的折射角为 r,折射定律 sin i=nsin r 在鳞片中传 2d c l1 播的路程 l1=cos r,传播速度 v=n,传播时间 t1= v 2n2d 解得 t1= c n2-sin2i 2h 同理,在空气中的传播时间 t2=ccos i 2n2d 2h 则 t=t1+t2= + c n2-sin2i ccosi
2n2d 2h 【答案】 + c n2-sin2 i ccos i
例3某人在水面上游泳,看见水底发光体在正 下方,当他向前游了2 m时恰好看不见发光体。 求发光体距水面的深度。(n水=4/3)
A C 2m
• 解析:如图所示,由于全反射,发光体发 出的光仅能照亮以2 m为半径的圆形水面。 1 2 • 由几何关系得:sinC= 又有sinC= ,故 2 2 n 2 h h≈1.76 m.
• 1 光从玻璃(或水)射入空气 • 2 入射角要增大到某一角度
二、全反射
1、定义:当入射角增大到某一角度, 使折射角达到900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 的入射角叫做临界角。
2、产生条件
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
新课标人教版3-4选修三13.2《全反射》精品
• 干涉图样:由波的干涉所形成的图样叫做干 涉图样(如上页图).
2、干涉的解释
• 如果在某一时刻,在水面上的某一点是两列波的 波峰和波峰相遇,经过半个周期,就变成波谷和 波谷相遇.波峰和波峰、波谷和波谷相遇时,质 点的位移最大,等于两列波的振幅之和;因此在 这一点,始终是两列波干涉的加强点,质点的振 动最激烈.
一、波的叠加
• 两列波相遇后,彼此 穿过,继续传播,波 的形状和传播的情形 都跟相遇前一样,也 就是说,相遇后,它 们都保持各自的运动 状态,彼此都没有受 到影响.
波叠加原理:
• 几列波在同一介质中传播,在介质中某 一点(或某一区域)相遇时,每一列波 都能够保持各自的状态继续沿着原来的 方向向前传播,彼此之间互不影响,好 像没有遇到另一列波一样,在它们重叠 的区域里,介质的质点同时参与这几列 波所产生的振动,每一质点仍然是在各 自的平衡位置附近做振动.质点振动的 位移等于这几列波单独传播时引起的位 移的矢量和.
• 产生干涉的条件:两列波的频率必须相同.
4、一切波(只要满足条件)都能发 生干涉现象,干涉和衍射一样都是波 特有的现象.
结束
二、波的干涉
• 下图是水波的干涉
由此可知:
• 这两列波相遇后,在振动着的水面上,出现了 一条条从两个波源中间伸展出来的相对平静的 区域和激烈振动的区域,这两种区域在水面上 的位置是固定的,而且相互隔开叠加,使某些 区域的振动加强,某些区域的振动减弱,而 且振动加强和振动减弱的区域相互隔开的现 象叫做波的干涉.
• 如果在某一时刻,在水面上的某一点是两列波的波 峰和波谷相遇,经过半个周期,就变成波谷和波峰 相遇,在这一点,两列波引起的振动始终是减弱的, 质点振动的振幅等于两列波的振幅之差,如果两列 波的振幅相同,质点振动的振幅就等于零,水面保
2、干涉的解释
• 如果在某一时刻,在水面上的某一点是两列波的 波峰和波峰相遇,经过半个周期,就变成波谷和 波谷相遇.波峰和波峰、波谷和波谷相遇时,质 点的位移最大,等于两列波的振幅之和;因此在 这一点,始终是两列波干涉的加强点,质点的振 动最激烈.
一、波的叠加
• 两列波相遇后,彼此 穿过,继续传播,波 的形状和传播的情形 都跟相遇前一样,也 就是说,相遇后,它 们都保持各自的运动 状态,彼此都没有受 到影响.
波叠加原理:
• 几列波在同一介质中传播,在介质中某 一点(或某一区域)相遇时,每一列波 都能够保持各自的状态继续沿着原来的 方向向前传播,彼此之间互不影响,好 像没有遇到另一列波一样,在它们重叠 的区域里,介质的质点同时参与这几列 波所产生的振动,每一质点仍然是在各 自的平衡位置附近做振动.质点振动的 位移等于这几列波单独传播时引起的位 移的矢量和.
• 产生干涉的条件:两列波的频率必须相同.
4、一切波(只要满足条件)都能发 生干涉现象,干涉和衍射一样都是波 特有的现象.
结束
二、波的干涉
• 下图是水波的干涉
由此可知:
• 这两列波相遇后,在振动着的水面上,出现了 一条条从两个波源中间伸展出来的相对平静的 区域和激烈振动的区域,这两种区域在水面上 的位置是固定的,而且相互隔开叠加,使某些 区域的振动加强,某些区域的振动减弱,而 且振动加强和振动减弱的区域相互隔开的现 象叫做波的干涉.
• 如果在某一时刻,在水面上的某一点是两列波的波 峰和波谷相遇,经过半个周期,就变成波谷和波峰 相遇,在这一点,两列波引起的振动始终是减弱的, 质点振动的振幅等于两列波的振幅之差,如果两列 波的振幅相同,质点振动的振幅就等于零,水面保
高中物理 13.2 全反射课件 新人教版选修34
后从它的另一端全部射出,必须使光线在光导纤维中发生全反射现象。
要使光线在光导纤维中经历的时间最长,就必须使光线的路径最长,即光
1
n
对光导纤维的入射角最小。光导纤维的临界角为 C=arcsin 。
L
=nL。
C
c
光在光导纤维中传播的速度为 v= 。
n
2
d
nL
L
所需最长时间为 tmax= = c =
c
n
是光疏介质;由 v= 可知,光在光密介质中的速度较小。
第十四页,共19页。
2.关于全反射,下列叙述中正确的是(
)
A.发生全反射时仍有折射光线,只是折射光线非常弱
B.光从光密介质射向光疏介质时,一定会发生全反射现象
C.光从光密介质射向光疏介质时,可能不发生全反射现象
D.光从光疏介质射向光密介质时,可能发生全反射现象
(2-C)
第八页,共19页。
sin
7
α= 。
3
1.由折射定律知,光由光疏介质射入光密介质,折射角小于入射角;
光由光密介质射入光疏介质,折射角大于入射角,所以全反射只有光由
光密介质射入光疏介质时才可能发生。
1
n
2.公式 sin C= 只适用于光由介质射向真空(或空气)时的临界角计
算,即 C 为介质对真空(或空气)的临界角。
一、全反射
1.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。
2.全反射及临界角的概念
(1)全反射:光从光密介质射入光疏介质时,若入射角增大到某一角度,
折射光线就会完全消失,只剩下反射光线的现象。
(2)临界角:刚好发生全反射即折射角等于 90°时的入射角,用字母 C
要使光线在光导纤维中经历的时间最长,就必须使光线的路径最长,即光
1
n
对光导纤维的入射角最小。光导纤维的临界角为 C=arcsin 。
L
=nL。
C
c
光在光导纤维中传播的速度为 v= 。
n
2
d
nL
L
所需最长时间为 tmax= = c =
c
n
是光疏介质;由 v= 可知,光在光密介质中的速度较小。
第十四页,共19页。
2.关于全反射,下列叙述中正确的是(
)
A.发生全反射时仍有折射光线,只是折射光线非常弱
B.光从光密介质射向光疏介质时,一定会发生全反射现象
C.光从光密介质射向光疏介质时,可能不发生全反射现象
D.光从光疏介质射向光密介质时,可能发生全反射现象
(2-C)
第八页,共19页。
sin
7
α= 。
3
1.由折射定律知,光由光疏介质射入光密介质,折射角小于入射角;
光由光密介质射入光疏介质,折射角大于入射角,所以全反射只有光由
光密介质射入光疏介质时才可能发生。
1
n
2.公式 sin C= 只适用于光由介质射向真空(或空气)时的临界角计
算,即 C 为介质对真空(或空气)的临界角。
一、全反射
1.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。
2.全反射及临界角的概念
(1)全反射:光从光密介质射入光疏介质时,若入射角增大到某一角度,
折射光线就会完全消失,只剩下反射光线的现象。
(2)临界角:刚好发生全反射即折射角等于 90°时的入射角,用字母 C
高级中学高中物理选修34:13.2全反射 课件 (共26张PPT)
生什么现象?
1
C
空气
O
玻璃
2 2
A
B
实验: 光从玻璃射入空气中
观察:逐渐增大入射角,观察反射光线与折射 光线亮度及角度的变化
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
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。
1、全反射棱镜
A
B
C
A
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.
B
三、全反射的应用实例
1、全反射棱镜
精密的光学仪器,如望远镜、照相机、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%
三、全反射的应用实例
2、光导纤维
1966年,33岁的华裔科学家高锟博士和George A. Hockham首先提出光纤可以用于通讯传输的设想,43 年后,获得2009年诺贝尔物理学奖。由于高锟制造出 世界上第一根光导纤维,被誉为“光纤之父”。
2、发生全反射的条件:
(1)光从光密介质射入光疏介质 (2)入射角等于或大于临界角
玻璃的临界角
水的临界角
3、临界角C的大小
思考与讨论
若某介质的折射率为n,请计算该介质在空气 (真空)中发生全反射的临界角。
N
θ1
空气
O
介质
θ2
N'
sin90
1
n
sinC sinC
sin C 1 n
练习
某介质的折射率为 2 ,一束光从介质射向
- 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)。
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.
S1
S d
r1
P x
r2
O L 干 涉 条 纹 光 强 分 布
S2
I
同方向、同频率、有恒定初相差的两个单色光 源所发出的两列光波的叠加。
二、光的干涉
2、形成明、暗条纹的条件: 光程差:s L1 L2
总结:
明条纹 s、3……
暗条纹 s (2n 1) 2
一、 杨氏双缝干涉实验 干涉条纹的特点:
(1)干涉条纹是一组平行等间距的明、暗相间的 直条纹。中央为零级明纹,两侧对称,明暗相间, 均匀排列。
(2)相邻两明纹的强弱、宽度都差不多 (3)不同单色光形成干涉条纹间距不等,红光条 纹间距最大,紫光条纹间距最小。
(4)如用白光作实验, 则除了中央亮纹仍是白色的 外,其余各级条纹形成从中央向外由紫到红排列 的彩色条纹—光谱。
n=0、1、2、3
小结:
1、当屏上某点到双缝的光程差是光波波 长的整数倍时,在这些地方出现亮纹 2、当屏上某点到双缝的光程差是光波半 波长的奇数倍时,在这些地方出暗纹 3、干涉条纹是等间距的,明暗相间; 4、同样条件的双缝实验,用不同的色光得 到的相邻亮(暗)条纹间的宽度不等。
5、证明:光具有波动性
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.
S1
S d
r1
P x
r2
O L 干 涉 条 纹 光 强 分 布
S2
I
同方向、同频率、有恒定初相差的两个单色光 源所发出的两列光波的叠加。
二、光的干涉
2、形成明、暗条纹的条件: 光程差:s L1 L2
总结:
明条纹 s、3……
暗条纹 s (2n 1) 2
一、 杨氏双缝干涉实验 干涉条纹的特点:
(1)干涉条纹是一组平行等间距的明、暗相间的 直条纹。中央为零级明纹,两侧对称,明暗相间, 均匀排列。
(2)相邻两明纹的强弱、宽度都差不多 (3)不同单色光形成干涉条纹间距不等,红光条 纹间距最大,紫光条纹间距最小。
(4)如用白光作实验, 则除了中央亮纹仍是白色的 外,其余各级条纹形成从中央向外由紫到红排列 的彩色条纹—光谱。
n=0、1、2、3
小结:
1、当屏上某点到双缝的光程差是光波波 长的整数倍时,在这些地方出现亮纹 2、当屏上某点到双缝的光程差是光波半 波长的奇数倍时,在这些地方出暗纹 3、干涉条纹是等间距的,明暗相间; 4、同样条件的双缝实验,用不同的色光得 到的相邻亮(暗)条纹间的宽度不等。
5、证明:光具有波动性