人教版高二物理选修3-4第13章第2节全反射(共24张PPT)

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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

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：

高中物理第13章第2节全反射课件新人教版选修34

第二十三页，共40页。
考点题型设计
第二十四页，共40页。
全反射的应用(yìngyòng)
自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，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，尾灯由透明介质制成，其外形如图甲所示，下面说法正确的是( )
地面上黑暗部分如图中阴影所示，其长度为
l＝cosR30°－R＝2
3－3 3R
答案：2
3－3 3R
第三十二页，共40页。
(2014·青岛市高三一模 )一厚度为h的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有一半径为r的圆形发光面，在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上。已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑(kǎolǜ)反射)，求平板玻璃的折射率。
1 sinC＝____n______。
第十二页，共40页。
全反射的应用(yìngyòng)
1．全反射棱镜 (1)构造：截面为__等_腰__直__角__三__角__形___的棱镜叫全反射棱镜。 (2)对全反射棱镜光学特性的两点说明 ①光垂直于它的一个界面射入后，都会在其内部发生 __全__反__射____，与平面镜相比(xiānɡ bǐ)，它的反很射高率_________。 ②反射面不必涂敷任何反光物质，反射时___失__真__(_s_h_ī 。zhēn)小
第十九页，共40页。
3．产生全反射现象的条件 (1)光从光密介质射到它与光疏介质的界面(jièmiàn)上。 (2)入射角等于或大于临界角。 4．全反射现象中的能量分配关系 (1)折射角随入射角的增大而增大，折射角增大的同时，折射光线的强度减弱，即折射光线的能量减小，亮度减弱，而反射光线增强，能量增大，亮度增加；(2)当入射角增大到某一角度时(即临界角)，折射光能量减到零，入射光的能量全部反射回来，这就是全反射现象。

人教版高中物理选修3-4课件第十三章第二节全反射

要比 2大些．
特别提醒：分析光的全反射问题，关键是根据临界条件画出恰好发生全反射的光路图，再利用几何知识分析边角关系，比较其他光线是否发生全反射，同时结合临界角与折射率的关系 sin C＝1n解决．
例2 如图所示，一根长为L的直光导纤维，它的折射率为 n.光从它的一个端面射入，又从另一端面射出所需要的最长时间为多少？(设光在真空中的光速为c)
n1L/n2c
解析：选 A.根据全反射的条件可知：玻璃芯的折射率 n1 要大于外层材料的折射率 n2，选项 A 正确，B 错误．据题意有 sin θ＝nn21 而 sin θ＝Ls ，s 为光在光导纤维中的路程．在玻璃芯中传播时 s＝nc1t 联立解得 t＝nn212Lc ，故 C、D 项均错误．
在全反射中光线范围的确定【范例】半径为R的半圆柱形玻璃，横截面如图所示，O 为圆心，已知玻璃的折射率为，当光由玻璃射向空气时,发生全反射的临界角为45°.一束与MN平面成45°的平行光束射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从 MN平面上射出,求能从MN面上射出的光束的宽度为多少?
【解析】如图所示，进入玻璃中的光线① 垂直半球面，沿半径方向直达球心位置 O，且入射角等于临界角，恰好在 O 点发生全反射．光线①左侧的光线(如：光线②)经球面折射后，射在 MN 上的入射角一定大于临界角，都在 MN 上发生全反射，不能射出；光线①右侧的光线经半球面折射后，
例3 一束光波以 45°的入射角，从 AB 面射入如图所示的透明三棱镜中，棱镜折射率 n＝ 2.试求进入 AB 面的折射角，并在图中画出该光束在棱镜中的光路．
【解析】光在 AB 面上 O 点射入，由折射定律，sin r＝sinn i
＝ 2
22＝12.

人教版物理选修3-4第十三章第二节《全反射》高二同步课件

假设水中有一个可以移动激光器S，它发出的光线从
水射向空气，入射角为i，反射角为i，折射角为。因为是从光密介质射向光疏介质， >i
当S移动时，入
射角i增大，则反射
r
角和折射角都增大
H2O
C
i i
S
当入射角增大到C时，折射角刚好增达到90
假设水中有一个可以移动激光器S，它发出的光线从
水射向空气，入射角为i，反射角为i，折射角为。因为是从光密介质射向光疏介质， >i
假设水中有一个可以移动激光器S，它发出的光线从
水射向空气，入射角为i，反射角为i，折射角为。因为是从光密介质射向光疏介质， >i
当S移动时，入
射角i增大，则反射
r
角和折射角都增大
H2O i i
S
假设水中有一个可以移动激光器S，它发出的光线从
水射向空气，入射角为i，反射角为i，折射角为。因为是从光密介质射向光疏介质， >i
请同学们思考下面几个问题： 1. 如果激光束从空气直接射到玻璃砖的直径AB界面上，
还会不会发生全反射？
2. 要满足什么条件，才可以发生全反射呢？ 3. 对于某种介质，它的临界角是多大呢？
3.发生全反射的条件：
3.发生全反射的条件： 1) 光必须从光密介质射向光疏介质； 2) 入射角必须大于（或等于）临界角。思考：不同介质的折射率不同，临界角是不一样的。怎样计算某种介质在空气中发生全反射的临界角？
一角度时，折射角r达到90，折射光线就完全消失了，只剩下反射光线，这种现象叫全反射。
2.临界角：折射角为90时的入射角叫做临界角，用 C表示。
思考与讨论：光在两种介质界面是否一定同时存在着反射和折射现象？

高二物理人教版选修3-4课件：13.2 全反射(2)

射，与平面镜相比，它的反射率很高.
②反射面不必涂敷任何反光物质，反射时失真小.
第2讲全反射
17
(2)全反射棱镜改变光路的两种常见情况.如图2所示.
图2
第2讲全反射
18
2.光导纤维 (1)原理：内芯的折射率比外套的大，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.
n(如三角函数、反界角的“临界光路”.(4)运用几何关系
射定律等)进行判断推理，运算及变换.
第2讲全反射
23
例3
一厚度为h的大平板玻璃水平放置，其下表面贴有
一半径为 r 的圆形发光面 . 在玻璃板上表面放置一半径为 R 的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上 . 已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线 (不考虑反射)，求平板玻璃的折射率.
第2讲全反射
19
例2
光导纤维的结构如图3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是( 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上发生全反射 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上发生全反射
图3
第2讲全反射
20
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
第2讲全反射
12
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

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

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

2019版物理人教版选修3-4课件：第十三章 2. 全反射 .pptx

-7-
2.全反射
一
二
三
四
目标导航
知识梳理
重难聚焦
典例透析
一、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,并没有绝对的意义。例如:
水晶(n=1.55)对玻璃(n=1.5)而言是光密介质,而对金刚石来说 (n=2.42),却是光疏介质。同一种介质到底是光疏介质还是光密介质,是不确定的。
123
目标导航
知识梳理
重难聚焦
典例透析
如图甲、乙所示,全反射棱镜改变光路的两种常见情况,它们分别将光路改变了多少度?
提示：甲改变了90°,乙改变了180°。
-6-
2.全反射
123
目标导航
知识梳理
重难聚焦
典例透析
3.光纤及其应用 (1)光纤的原理:光纤由内芯和外套构成,内芯的折射率大于外套的折射率,光从一端进入内芯,在内芯与外套界面经多次全反射传到另一端。 (2)应用:医学上的内窥镜,通信用的光纤。
-12-
2.全反射
一
二
三
四
目标导航
知识梳理
重难聚焦
典例透析
特别警示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。
(2)若光由光密介质进入光疏介质,则根据
sin
C=
1 ��
确定临界角,看
是否发生全反射。
(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。
-14-
2.全反射
目标导航
知识梳理

人教版选修3-4第13章第2节全反射课件(25 张)

第十三章光
第二节全反射
全反射
海市蜃楼
山东蓬莱
塔里木沙漠
生活中有很多跟光有关的有趣的自然现象
学习目标
• 1、知道光疏介质和光密介质。 • 2、什么是全反射、发生全反射的条件。 • 3、掌握临界角概念，思考临界角的求法。 • 4、了解全反射现象的应用。
一、光疏介质与光密介质
几种介质的折射率
金刚石二硫化碳玻璃水晶
。2021年3月14日星期日2021/3/142021/3/142021/3/14
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/142021/3/142021/3/143/14/2021
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/142021/3/14March 14, 2021
2.42 1.63 1.5~1.9 1.55
岩盐酒精水空气
1.55 1.36 1.33 1.0028
1、不同介质折射率不同，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、光疏介质和光密介质是相对的
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？
探究实验一：光从空气射入玻璃探究实验二：光从玻璃射入空气
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。
N θ1
O
θ2 N'
光从介质射入空气（真空）
空气
时，发生全反射的临界角C与介质的折射率n的关系是

高中物理选修3---4第十三章第二节《全反射》新课教学课件

解：由临界角公式
sinC＝ 1 和水的 n
折射率n=1.33，可求得临界角C：
97.6°
48.8°
48.8°
C
=
arcsin
1 n
=
arcsin
1 1.33
= 48.8°
当光线以90°的最大入射角射入水中时，折射角为C ，故所有射入水中的光线的折射角均小于C ，根据空间旋转对称，水面上所有的景物都落在顶角为2C = 97.6°的锥面内。
光谱红→ 橙→黄→绿→蓝→靛→紫物理量
波长
逐渐减小
频率
逐渐增大
光子能量折射率
逐渐增大逐渐增大
临界角介质传播速度
逐渐减小逐渐减小
真空传播速度
均为c
干涉相邻亮（或暗）
？
条纹中心间距
【例题】夜晚，在湖中心水面深ｈ=1m处放一点光源，在岸上的人看来，水面能否全部被照亮？若能说明理由．若不能，求出被照亮的面积. 已知水的折射率为1.33(sin48.80=1/1.33 , tan48.80=1.14)
【例题】如图所示，一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气，在界面上的入射角为45°，下面四个光路图中，正确的是（A ）
A．
B．
C．
D．
【例题】如图所示，光线在垂直于圆柱体轴的平面内，沿与玻璃半圆柱体的平面成45°角方向入射，玻璃折射率为，光2 线折射后有部分光线能射出圆柱体平面，求此部分出射光线在半圆柱体内所对应圆弧的圆心角．
【例题】如图所示，横截面为矩形的粗细均匀的玻璃棒被弯成半圆形状，其内半径为R，玻璃棒水平端面宽为d 。如果一束平行光垂直于玻璃棒水平端面A射入，并使之全部从玻璃棒的水