高中物理选修3-4第四章第03节 认识光的全反射现象

能为别人设想的人，永远不寂寞。 每天告诉自己一次：我真的很不错。 思想如钻子，必须集中在一点钻下去才有力量。 学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克 你既认准这条路，又何必在意要走多久。 思想是根基，理想是嫩绿的芽胚，在这上面生长出人类的思想活动行为热情激情的大树。——苏霍姆林斯基 势利之交出乎情，道义之交出乎理，情易变，理难忘。
空气 0 600 A
空气 0 600 B
空气 0 600 C
空气 0 600 D
达标检测
4、空气中两条光线a和b从方框左侧入射，分别
从方框下方和上方射出，其框外光线如图中图甲所
示。方框内有两个折射率n=1.5的玻璃全反射棱镜。
图乙给出了两棱镜四种放置方式的示意图，其中能
B 产生图甲效果的是 (
)
［思考］:请大家思考生活当中下列 现象与全反射现象有什么关系?
N θ1
O
θ2 N'
空气 介质
光从介质射入空气（真空） 时，发生全反射的临界角C与介 质的折射率n的关系是
sin C 1 n
常见介质的临界角：水 48.8 ° 各种玻璃32 °—42 °
金刚石 24.4°
鱼眼里的世界
例1、在水中的鱼看来，水面 上和岸上的所有景物，都出 现在顶角约为97.6°的倒立圆 锥里，为什么？
海市蜃楼
夏日“淋湿”的马路
“可望而不可及”
三、全反射的应用实例
1、全反射棱镜
横截面是等腰直角三角形的棱镜（临界角C＜ 45 °）
变化90 °
变化180 °
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
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……
三、全反射的应用实例
2、光导纤维
弯曲的有机玻璃棒能导光
2、光导纤维
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、图象或者其他信 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．
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C。
2、产生条件
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
思考与讨论
不同的介质，由于折射率不同，在空气中发生全反射的临界 角是不一样的。请大家计算折射率为n的某种介质在空气（真 空）中发生全反射时的临界角C。
• 光由光疏介质射入光密介质时，折射角小 于入射角，如：由空气射入水中
N A
θ1
Oቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
空气
光由光密介质射入光疏介质时，
折射角大于入射角，如：由水 N
射入空气中
B θ2
水
θ2 B
N'
O 空气
水
θ1 C N' A
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
3
全反射
海市蜃楼
山东蓬莱
一、光疏介质和光密介质
不同折射率的介质相比较 折射率小的介质叫光疏介质
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
2、光疏和光密不能理解为介质密度。如水和酒精 水的折射率：1.33 酒精的折射率：1.36
实验探究
提出问题：光射到两种介质分界面时 是否总是同时发生反射和折射？
D、应用：光纤通信，医学及工业内 窥镜，饰品等……
课堂小结
1、光疏介质、光密介质 定义
2、全反射 产生条件
临界角C sin C 1 n
全反射棱镜 3、全反射原理的应用实例
光导纤维
达标检测
1、光线在空气和玻璃的分界面上发
Ｃ 生全反射的条件是 ( )
A.光从空气射到分界面上,入射角足够小 B.光从空气射到分界面上,入射角足够大 C.光从玻璃射到分界面上,入射角足够大 D.光从玻璃射到分界面上,入射角足够小
光导纤维的用途很大，通过它可以实现光纤通 信．
光纤
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．
君子成人之美，不成人之恶。——《论语·颜渊》 知之为知之，不知为不知，是知也。——《论语·为政》 对于攀登者来说，失掉往昔的足迹并不可惜，迷失了继续前时的方向却很危险。 用自己的双手去创造生活，用辛勤的汗水实现人生的梦想。 认清这个世界，然后爱它。 一份信心，一份努力，一份成功；十分信心，十分努力，十分成功。 福报不够的人，就会常常听到是非；福报够的人，从来就没听到过是非。 与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 没有不会做的事，只有不想做的事。
探究实验一：光从空气射入水
探究实验二：光从水射入空气 • 注意观察随着入射角的增大，反射光和折射
光的能量如何变化．
• 当入射角增大到某一值时，会出现什么现 象．
思考：从以上的实验中,我们可以得到 什么结论呢?什么情况下发生了光线全
部反射?
• 1 光从 水射入空气 • 2 入射角要增大到某一角度
光从玻璃射到空气呢？
达标检测
2、光在某种介质中传播速度为 1.5×108m/s，光从此介质射向 空气并发生全反射时的临界角是
( B)
A. 150 B. 300 C. 450 D. 600
达标检测
3、光由空气射入某介质时,入射角 为450,折射角为300,当光由该介质进 入空气时, 如果入射角为600,下列各
光路图中可能的是( C )
真正的教育者不仅传授真理，而且向自己的学生传授对待真理的态度，激发他们对于善良事物受到鼓舞和钦佩的情感，对于邪恶事物的不可容 忍的态度。——苏霍姆林斯基 成功之前我们要做应该做的事情，成功之后我们才可以做喜欢做的事情。 燃烧一个人的灵魂，正是对生命的爱，那是至死方休。
身体健康，学习进步！ 人惟患无志，有志无有不成者。