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高中物理专题3光的折射全反射课件教科选修3_4

高中物理专题3光的折射全反射课件教科选修3_4
答案 A
4.(多选)固定的半圆形玻璃砖的横截面如图1所示,O点为圆 心,OO′为直径MN的垂线.足够大的光屏PQ紧靠玻璃砖 右侧且垂直于MN.由A、B两种单色光组成的一束光沿半径 方向射向O点,入射光线与OO′夹角θ较小时,光屏NQ区域 出现两个光斑,逐渐增大θ角,当θ=α时,光屏NQ区域A 光的光斑消失,继续增大θ角,当θ=β时,光屏NQ区域B 光的光斑消失,则( )
专题三 光的折射 全反射
一、对光的折射定律和折射率的理解和应用 1.由光的折射定律 n=ssiinn ri可知:入射角为 0°时,折射角也为
0°;入射角增大时,折射角也随着增大. 2.折射中光路是可逆的. 3.折射率是描述介质折光本领的物理量,介质折射率越大,
说明其改变光传播方向的能力越强.
4.各种介质的折射率一般是不同的.两种介质相比较:n 小的 介质称为光疏介质,n 大的介质称为光密介质(注:必须是 两种介质相互比较而言).
解析 如图所示,人在岸上看离岸一段距离的水下的鱼,应是 从鱼的位置发出的光(实际上是鱼的反射光),经折射后射入人 的眼睛,看到的是鱼的像.把鱼看做一个发光点S,人看到的 是折射光线的反射延长线交于发光点S的右上方S′点,这说明 人看到的是鱼的虚像,且位置是偏向右上方,所以选项B正 确. 答案 B
二、光的折射、全反射的综合应用 几何光学是以光线为工具研究光的传播规律,所以解决几 何光学问题的关键是根据“光的传播规律”画出光路图, 然后再利用几何知识,寻找相应的边角关系.
A.偏大 C.不变
图3 B.偏小
D.无法确定
解析 可作出经过玻璃砖的光路图,由几何知识可知,测出的 折射角与正确值相同. 答案 C
7.“测定玻璃的折射率”实验中,在玻璃砖的一侧竖直插两

高中物理 4.3 光的全反射课件 教科版选修34

高中物理 4.3 光的全反射课件 教科版选修34
第二十四页,共32页。
1 A.6πR
1 C.3πR
1 B.4πR
5 D.12πR
解析:根据折射定律, 2=sisnin45r °可得光进入玻
璃后光线与竖直方向的夹角为 30°。过 O 的光线垂
直入射到 AB 界面上点 C 射出,C 到 B 之间没有光线射
出;越接近 A 的光线入射到 AB 界面上时的入射角越大,
所以在 MN 面上射出的光束宽度应为 OE=Rsin r= 22R。
[答案]
2 2R
第二十二页,共32页。
[借题发挥] 解决全反射问题的关键: (1)准确熟练地作好光路图;运用几何关系、三角函数关系或 反射定律等进行判断推理或计算。 (2)抓住特殊光线的分析。求光线照射的范围时,关键是找出 边界光线。如果发生全反射,刚能发生全反射时的临界光线就是 一个(yī ɡè)边界光线,而另一光线要通过分析找出。
第十七页,共32页。
2.光导纤维(ɡuānɡ dǎo xiān wéi)的结构如图4-3-4所示,其内芯
和外套材料
不同,光在内芯中传播,以下关于光导纤维(ɡuānɡ dǎo xiān wéi)的
说法正确的是
()
图4-3-4
第十八页,共32页。
A.内芯的折射率比外套的大,光传播(chuánbō)时在内芯与外套的 界 面上发生全反射 B.内芯的折射率比外套的小,光传播(chuánbō)时在内芯与外套的 界 面上发生全反射 C.内芯的折射率比外套的小,光传播(chuánbō)时在内芯与外套的 界 面上发生折射 D.内芯的折射率与外套的相同,外套的材料有韧性,可以 起保护作用 解析:光导纤维的内芯折射率大于外套的折射率,光在由内芯射向 外套时,在其界面处发生全反射,从而使光在内芯中传播(chuánbō) ,故A选项正确。

高中物理第四章光3光的全反射现象课件教科选修34教科高二选修34物理课件

高中物理第四章光3光的全反射现象课件教科选修34教科高二选修34物理课件
光在光纤内恰不透出时,所经过的路程最长,如图所示,设临界角为 θ,



则 sin θ=2 ,此时光通过的总路程为 s=sin = 1 ,对应的光速为
1
2

v= ,所需的时间为
1

t=

=
1 2
。故选项 C 正确。
2
答案:C
12/10/2021
第十八页,共二十三页。
自主预习
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:
项目
光的传播速度
折射率
光疏介质


光密介质


(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。
12/10/2021
第六页,共二十三页。
自主预习

知识(zhī
离传播光,光信号又可以转换成电信号,进而变为声音、图象。如果把许
多(上万根)光导纤维合成一束,并使两端的纤维按严格相同的次序排列,
就可以传播图象。
12/10/2021
第十五页,共二十三页。
自主预习

知识(zhī
shi)精要

典题例解
合作探究
迁移(qiānyí)
应用
2.光导纤维的折射率
设光导纤维的折射率为n,当入射角为θ1时,进入端面的折射光线传到侧面
外套的界面上发生全反射。
3.光导纤维的应用——光纤通信
光纤通信的主要优点是容量(róngliàng)大,此外光纤传输还有衰减小、抗
干扰性强等多方面的优点。
12/10/2021

高中物理第四章3光的全反射课件教科选修34教科高中选修34物理课件

高中物理第四章3光的全反射课件教科选修34教科高中选修34物理课件

反射,即有 sin 90°=
2 -1, 解得 = 2.
以上是光从纤维射向真空时得到的折射率.由于光导纤维包有外
套,外套的折射率比真空的折射率大,因此折射率要比 2 大一些.
第十三页,共二十五页。
【例题1】 如图所示,ABCD是两面平行的透明玻璃砖,AB面和CD面平行,它
们分别是玻璃和空气的界面,设为界面Ⅰ和界面Ⅱ,光线从界面Ⅰ射入玻璃
2
3
4
)
1
sin
B.此单色光在该介质中的传播速度等于(děngyú)c·sin C(c是光在真空中的传播
速度)
C.此单色光在该介质中的传播波长是在真空中波长的sin C倍
D.此单色光在该介质中的频率是在真空中的
1
1

sin
解析:由临界角的计算式 sin C= , 得n=
1

1
sin

, 选项A 正确;将 n=
的密度比水小,但酒精和水相比酒精是光密介质.
(4)光疏介质和光密介质的比较:
光疏介质
光密介质
光的速度
折射率




第六页,共二十五页。
探究
(tànjiū)

探究
(tànjiū)

探究
(tànjiū)

对光的全反射的深入理解
(1)全反射是光的折射的特殊现象,全反射现象还可以从能量变化角度
加以理解.当光线从光密介质射入光疏介质,在入射角逐渐增大的过程中,反
中有许多地方都用到了这一原理,例如自行车尾灯(图丙).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.图丁是全反射棱镜应用在

高中物理教科版选修3-4配套课件4.3 光的全反射 课件(教科版选修3-4)

高中物理教科版选修3-4配套课件4.3 光的全反射 课件(教科版选修3-4)

光疏介质和光密介质是相对而言的,并没有绝对的意义.例如: 水晶(n=1.55)对玻璃(n=1.5)是光密介质,而对金刚石来说(n= 2.427),就是光疏介质.同一种介质到底是光疏介质还是光密介 质,是不确定的. ,折射角大于入射角;反之, 光由光疏介质进入光密介质时,折射角小于入射角.
,并不是它的密度大
对全反射现象的理解
【典例1】 如图4-3-4所示,ABCD是两面平行的透明玻璃砖,AB
面和CD面是玻璃和空气的界面,分别设为界面Ⅰ和界面Ⅱ.光
线从界面Ⅰ射入玻璃砖,再从界面Ⅱ射出,回到空气中,如 果改变光到达界面Ⅰ时的入射角,则 ( ).
图4-3-4
A.只要入射角足够大,光线在界面 Ⅰ 上可能发生全反射现象
介质叫 光疏 介质; :光从 光密 介质进入 光疏 介质,光全部被反
射回原介质中去的现象.
二、全反射条件 全反射的条件 (1)光从光密介质射入光疏介质; (2)入射角大于临界角. 临界角 C 临界角:折射角等于 90° 时的入射角称为临界角 C. 1 临界角公式 sin C=n
三、全反射的应用-光导纤维
随入射角的增大而减小;当入射角等于或大于临界角时,则
发生全反射现象,折射光的能量为零,故B、C正确. 答案 BC
光导纤维的工作原理分析及应用
【典例2】 2009年10月6日,瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布, 将2009年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科学家高锟以及美国 科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯·高锟在“有关光在纤维
的光线形成的虚像.这就是海市蜃楼的景象.如图4-3-2所示.
图4-3-1
图4-3-2
三、当光导纤维的折射率为多大时,就可以使以任意角度入射的 光都能发生全反射? 设光导纤维的折射率为 n,当入射光线入射角为 i 时,进入端 面的折射光线传到侧面时恰好发生全反射,如图 4-3-3 所示, 则有 1 sin i sin C=n,n= ,C+r=90° , sin r 由以上各式可得 sin i= n2-1.

教科版高中物理选修3-4课件 4 光的全反射课件3

教科版高中物理选修3-4课件 4 光的全反射课件3

【例2】 光导纤维的结构如图4-3-1所示,其内芯和外套材
料不同,光在内芯中传播,以下关于光导纤维的说法正确的

()
图4-3-1
ห้องสมุดไป่ตู้
课堂讲义
A.内芯的折射率比外套的大,光传播时在内芯与外套的界面 发生全反射 B.内芯的折射率比外套的小,光传播时在内芯与外套的界面 发生全反射 C.内芯的折射率比外套的小,光传播时在内芯与外套的界面 发生折射 D.内芯的折射率与外套的相同,外套的材料有韧性,可以起 保护作用
预习导学
二、全反射条件 1.全反射的条件
(1)光需从 光密 介质射至 光疏 介质的界面上. (2)入射角必须等于或 大于 临界角. 2.临界角 (1)定义:光从某种介质射向真空或空气时使折射角变为90° 时的 入射角 ,称作这种介质的临界角.
1 (2)临界角C与折射率n的关系:sin C= n .
率,当光从有机玻璃棒的一端射入时,可以沿着有机玻璃棒 的表面发生多次 全反射 ,从另一端射出. 2.光导纤维的构造:由两种折射率不同的玻璃制成,分内、外 两层,内层玻璃的折射率比外层玻璃的折射率 大 .当光从 一端进入光纤时,将会在两层玻璃的界面上发生 全反射 . 3.光纤通讯的优点是容量 大 ,衰减 小 ,抗干扰能力强、传 播速率高.
1 2
,得C=45°<θ1=60°,故在两介质的界面上会发生全反射,
只有反射光线,没有折射光线,故选项D正确.
答案 D
课堂讲义
二、光导纤维 1.原理:内芯的折射率比外套大,光传播时在内芯和外套的界
面上发生全反射. 2.优点:容量大,衰减小,抗干扰性强等. 3.应用:光纤通讯;医学上的内窥镜.
课堂讲义
图4-3-2
课堂讲义

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

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






















































:
























穿










































西
(




)






















较大的介质称为光密介质。


高中物理 4.3 光的全反射课件 教科版选修34

高中物理 4.3 光的全反射课件 教科版选修34

()
预习导学 课堂讲义 对点练习
课堂讲义
解析 由题意知,光由光密介质射向光疏介质,由sin C=n1=
1 2
,得C=45°<θ1=60°,故在两介质的界面上会发生全反射,
只有反射光线,没有折射光线,故选项D正确.
• 答案 D
预习导学 课堂讲义 对点练习
课堂讲义
• 二、光导纤维 • 1.原理:内芯的折射率比外套大,光传播时在内芯和外套
预习导学 课堂讲义 对点练习
课堂讲义
• 【例1】 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


C.光从光密介质射向光疏介质时,可能不发生全反射现


D.光从光疏介质射向光密介质时,可能发生全反射现象

解析 发生全反射时折射光线的能量为零,折射光线消



• 3.光纤通讯的优点是容量 传播速率高.
,衰减 ,抗干扰能力强、 全反射


预习导学 课堂讲义 对点练习
课堂讲义
• 一、对全反射的理解
• 1.对光疏介质和光密介质的理解

(1)光疏介质和光密介质是相对而言的,度比在光疏介质中传播速度
小.
• (3)光若从光密介质进入光疏介质时,折射角大于入射角; 反之,光由光疏介质进入光密介质时,折射角小于入射角.
图4-3-2
预习导学 课堂讲义 对点练习
课堂讲义
解析 光路图如图,设第一次折射角为r,全反射临界角为C,
折射率为n,由折射定律有n=
sin sin

物理:4.3《光的全反射》课件(教科版选修3-4)1

物理:4.3《光的全反射》课件(教科版选修3-4)1

课后作业
教材145页 4、5
课题
单位
教师
清河高级中学
魏 红
一、光疏介质与光密介质
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.光疏介质和光 密介质是相对的. θ2 > θ3 N N
A
A
θ1
O θ2
空气 介质 1
n1 < n2
θ1
O
θ3
空气 介质 2
N'
B
介质1相对介质2是光疏介质 介质1与介质2相对空气都是光密介质
演示 让光沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直的边上,在这 个边与空气的界面上会发生反射和折射。逐渐增大入射角,观 察反射光线和折射光线的变化。
全反射现象的应用
全反射棱镜
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?
sin i n sin r
320-420
24.40
例题:在水面下1m处有一点光源Q,求这个 点光源的光能从多大面积的水面上射出来。 (水的折折射率为了.33)
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?
sin i n sin r
当r i = 60 °
当 r = 60 °时, i =
?
金刚石 二硫化碳 玻 璃 水 晶
几种介质的折射率 2.42 岩盐 1.55 1.63 酒精 1.36 1.5~1.9 水 1.33 1.55 空气 1.0028
光密介质和光疏介质
1.光密介质和光疏介质是相对的
2.光由光疏介质进入到光密介质,入射角大于折射角, 折射角小于90 度 3.光由光密介质进入到光疏介质,入射角小于折射角 入射角增大,折射角也增大。

2014-2015学年高二物理教科版选修3-4课件:4.3 光的全反射

2014-2015学年高二物理教科版选修3-4课件:4.3 光的全反射
纤是不能导光的
1234
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,由内芯和外套两层组成,且内 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.所以答案是C. 答案 C
而言,有更多的光入射到人眼中,就好像光是由气泡发
出的,因此人眼感觉气泡特别明亮.
二、全反射的应用
返回Biblioteka 问题设计1.如图1所示,自行车后面有尾灯,它虽 然本身不发光,但在夜间行驶时,从后
面开来的汽车发出的强光照在尾灯上时, 图1
会有较强的光被反射回去,使汽车司机注
意到前面有自行车.那么自行车的尾灯利用了什么原理? 答案 利用了全反射的原理.
1234
4.(全反射的理解)如图8所示,ABCD是平面
平行的透明玻璃砖,AB面和CD面平行,它
们分别是玻璃和空气的界面,设为界面Ⅰ和
界面Ⅱ,光线从界面Ⅰ射入玻璃砖,再从界
图8
面Ⅱ射出,回到空气中,如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角,
则( )
1234
A.只要入射角足够大,光线在界面 Ⅰ 上就可能发生全反射现象 B.只要入射角足够大,光线在界面 Ⅱ 上就可能发生全反射现象 C.不管入射角多大,光线在界面 Ⅰ 上都不可能发生全反射现象 D.不管入射角多大,光线在界面 Ⅱ 上都不可能发生全反射现象 解析 在界面Ⅰ:光由空气进入玻璃砖,是由光疏介质进入光密 介质,不管入射角多大,都不会发生全反射现象,选项C正确;
返回
问题设计
如教材图所示,让光沿着半圆柱形玻璃砖的半径射到它的平直的
边上.在这个边与空气的界面上会发生反射和折射.逐渐增大入射
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课后作业
教材145页 4、5
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
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?
n sin i sin r
当r= 30 °时,i = 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?
• 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°,图中哪个
光路图是正确的?( D )
3、 如图所示,一条光线垂直射到一个等腰 直角三棱镜的AB面,若要求光线在AC面上 发生全反射,该棱镜材料的折射率至少应为 多少?
n 1 1 1 2 sin C sin i sin 45
n sin i sin r
当r= 30 °时, i = 60 °
? 当 r = 60 °时, i =
猜猜这是什么现象?
金刚石 二硫化碳 玻璃 水晶
几种介质的折射率
2.42
岩盐 1.55
1.63
酒精 1.36
1.5~1.9 水
1.33
1.55
空气 1.0028
光密介质和光疏介质 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ.光密介质和光疏介质是相对的 2.光由光疏介质进入到光密介质,入射角大于折射角,
折射角小于90 度 3.光由光密介质进入到光疏介质,入射角小于折射角
入射角增大,折射角也增大。
全反射
光由光密介质射入光疏介质时,折射角大于入射角,随着 入射角增大折射光线越来越偏离法线,折射光线越来越弱,而 反射光线就越来越强,,当入射角增大到某一角度时,折射角 达到90°,折射光线完全消失,只剩下反射光线.这种现象叫 做全反射.
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