全反射
《全反射》课件
反射率与折射率的关系
反射率与折射率的关系
全反射发生时，反射率等于入射角的正弦值与折射角的正 弦值的比值，即反射率等于1/折射率。
影响因素
反射率与折射率的关系受到多种因素的影响，如入射光的 波长、介质的密度和温度等。
在不同介质中的应用
了解反射率与折射率的关系有助于理解光在不同介质中的 传播行为，对于光学设计和光学仪器制造具有重要意义。
02
微型化
随着微纳加工技术的发展，全反射器件的尺寸将进一步缩小。微型化的
全反射器件将更加便于携带和使用，具有更广泛的应用前景。
03
智能化
未来的全反射器件将与人工智能、物联网等技术相结合，实现智能化控
制和应用。通过与智能系统的集成，全反射器件将能够更好地适应各种
复杂的应用场景，提高使用效果和应用价值。
入射角大于临界角
当入射角大于某一特定角 度（临界角）时，才会发 生全反射现象。
02
全反射的应用
Chapter
光纤通信
01
光纤通信是全反射应用的重要领域之一。通过利用全反射原理，光信号可以在光 纤中实现长距离传输而不会衰减，从而实现了高速、大容量的信息传输。
02
在光纤通信中，全反射技术用于制造光纤、光缆和光器件，如光放大器、光调制 器、光滤波器等，以提高通信系统的性能和稳定性。
通过实验数据的分析和处理，可以探究全反射过程中的能量分布、相位变 化等现象，为光学领域的研究提供重要的实验依据。
实验结果还可以应用于实际的光学系统和光学器件的设计和优化，提高光 学系统的性能和稳定性。
05
全反射的未来发展
Chapter
新材料的应用
高折射率材料
随着新材料技术的不断发展，高折射率材料在全反射领域的应用将更加广泛。 这些材料具有更高的光学性能，能够提高全反射的效率，降低光的损失。
全反射 课件
(1)光从 光疏 介质射入 光密 介质时，折射角
折射特点
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.
光疏介质和光密介质是相对而言的．
工具
人教版物理选修3-4 第十三章 光
栏目导引
2．全反射现象
工具
人教版物理选修3-4 第十三章 光
栏目导引
二、全反射棱镜
1．形状：截面为 等腰直角
3．光纤通信的主要优点：容量大，衰减小 ，抗干扰性 强．
工具
人教版物理选修3-4 第十三章 光
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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．
工具
人教版物理选修3-4 第十三章 光
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计算时可以先考虑上图的情形：光以接近90°的入射角 从空气掠射进入介质，求出这时的折射角，根据光路可逆的 道理，也就知道光从介质射入空气时发生全反射的临界角 了．
工具
人教版物理选修3-4 第十三章 光
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【点拨】 由课本图知，入射角 θ1＝90°，θ2 为折射角， 由折射定律可知：
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(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所迷惑，以为前方有水源而奔向前去， 但总是可望而不可及．
工具
人教版物理选修3-4 第十三章 光
栏目导引
下列叙述中正确的是( ) A．背对阳光看玻璃球觉得比较明亮，主要原因是光在 球中发生全反射 B．雨过天晴时，空中出现的彩虹是因为阳光在水滴的 表面上反射而形成的 C．常看到倒扣在水中的空玻璃杯显得很明亮的原因与 水中上升的气泡很亮的原因是一样的 D．以上判断均不正确
光学中的全反射现象
光学中的全反射现象介绍：在光学领域中，全反射是一种非常重要的现象。
当光从光密介质中射入光疏介质时，如果入射角大于一个临界角，光将完全反射回光密介质中，而不是折射进入光疏介质中。
全反射现象在很多实际应用中都得到了广泛应用，例如光纤通信和显微镜观察等。
全反射的原理：全反射现象的原理可以从光的波动性和几何光学两个方面来解释。
从波动性来看，当光从光密介质射入光疏介质时，部分光将被折射，而部分光将被反射。
入射角越大，折射角就越接近于90°，这时候折射光的能量非常小，几乎等于零。
此时，全反射发生。
从几何光学的角度来看，入射角大于临界角时，入射光无法通过光疏介质而呈现反射现象。
光纤通信中的全反射应用：光纤通信是一种基于全反射原理的高速数据传输技术。
光纤中的光信号是由光波在光纤内部的全反射中传输的。
光纤内部被包围着具有高折射率的芯层，而外层则是较低折射率的护层。
当光从光纤进入空气或其他介质时，会发生全反射，从而使光能够在光纤中传播很长的距离而几乎不损失能量。
光纤通信的高速、高清晰、长距离传输能力正是依靠全反射现象实现的。
全反射现象的实际应用：除了光纤通信之外，全反射现象在很多其他实际应用中也扮演着重要的角色。
例如，显微镜的原理就基于全反射。
显微镜通过利用全反射使得光在物镜与载物之间反复总反射来增强其分辨率，从而实现对微小物体的观察。
全反射还被应用在光导板、光隔离器、透镜和棱镜等光学器件中，将光线精确地传播和调整。
全反射现象与折射率的关系：全反射现象与介质的折射率有密切的关系。
折射率是一个介质对光的传播速度影响因素之一，通常被定义为光在真空中传播速度与在介质中传播速度之比。
当光从折射率较高的介质射入折射率较低的介质时，全反射更容易发生。
折射率的不同可以导致临界角的大小变化，从而影响全反射现象的发生。
例如，钻石具有较高的折射率，因此在钻石中观察到的全反射现象非常明显。
总结：全反射现象是光学中的一个重要现象，广泛应用于光纤通信、显微镜和其他光学器件中。
全反射
全反射光疏介质光密介质定义折射率较小的介质折射率较大的介质传播速度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折射特点光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角光从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角二、全反射1．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表示。
2．全反射的条件要发生全反射，必须同时具备两个条件：(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。
3．临界角与折射率的关系光由介质射入空气(或真空)时，sin C＝1n(公式)。
三、全反射的应用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：①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，光线垂直于另一直角边射出。
②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°。
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，由内芯和外层透明介质两层组成。
内芯的折射率比外层的大，光传播时在内芯与外层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。
达标练习1、华裔科学家高锟获得2009年诺贝尔物理奖，他被誉为“光纤通讯之父”。
光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图13-2-3所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。
下列关于光导纤维的说法中正确的是() 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C．波长越短的光在光纤中传播的速度越大D．频率越大的光在光纤中传播的速度越大2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。
什么是全反射？
什么是全反射？全反射是光在从一种介质射入到另一种介质时，当入射角足够大时，光线完全被反射回来的现象。
它是光在界面上的一种特殊现象，也是光传播的重要原理之一。
那么，为什么光会发生全反射呢？接下来，我们将用现代光学理论为您解释全反射的原理和应用。
一、全反射的原理全反射的原理可以用到光的折射和衍射的概念。
当光从光密介质射入到光疏介质时，入射角大于某一特定角度时，光无法透过界面而被完全反射回来。
这是因为当光从光密介质射入到光疏介质时，入射角变大，折射角也会变大，当入射角达到一个临界角时，折射角为90度，此时光将会全部反射回去，不再透射进入光疏介质。
全反射的临界角可由斯涅尔定律推导得出。
斯涅尔定律指出，入射光线和折射光线所在平面的入射角和折射角之比等于两种介质折射率的比值。
当入射角等于临界角时，折射角等于90度，此时光线无法从光密介质透射到光疏介质。
二、全反射的应用全反射在日常生活和科学技术中有着广泛的应用。
1. 光纤通信光纤通信是综合应用光学、电子和通信技术的高速信息传输方式。
光纤的核心部分由光密材料构成，外部由光疏材料包围。
通过控制入射光线的角度，可以使光线在光纤中发生全反射，从而将信息信号快速传输。
2. 显微镜显微镜是一种能够放大微观物体的光学仪器。
在显微镜中，光线从光密物质（玻璃或水）进入光疏物质（空气），通过调节镜头的角度和入射光的角度，可以实现光线在样本中的全反射，使得物体的细节更加清晰可见。
3. 水下潜望镜水下潜望镜是一种观察水下环境的光学仪器。
潜望镜利用全反射原理，使得从水下进入潜望镜的光线被完全反射，从而使得观察者能够清晰地观察到水下的景象。
4. 光导器件光导器件是一种利用全反射的原理来实现光信号的传输和控制的设备。
例如，光开关、光耦合器等都是利用光的全反射特性来实现光信号的调控。
在科学和工程领域，全反射是一项非常重要的现象和原理。
通过对全反射的研究和应用，人们可以探索更多的光学现象，并创造更多的应用。
13.2全反射
2、 临界角：
折射角变成90°时的入射角。用C表示。
SinC = 1 n
3、 发生全反射的条件：
① 光线从光密介质射入光疏介质 ② 入射角等于或大于临界角
中新网2004年3月16日电 据日本《读卖新闻》报道， 15日上午11时30分左右(北 京时间10时30分)，日本根 室市职员谷口博之在北海道 根室市海域的根室海峡上空，
在夜晚，当马路上的汽车灯照射到前方自 行车的尾灯时，自行车的尾灯会发光,为什 么？
潜 望 镜
三、全反射现象的应用
2、光导纤维—光纤通讯：
内窥镜的结构
光导纤维在 医学上的应用
知识总结
两种介质
光疏介质 光密介质
全反射现象：折射光消失 全反射 光密到光疏介质 全反射条件 入射角大于折射角 全反射的应用
二、全反射
1、 全反射：
光线从光密介质到光疏介质时，当入射角增大到 某一角度，折射角达到90°，折射光线完全消失 的现象。
说明： 1)能量分配：E入=E反+E折 2)现象发生在光密介质到光疏介质，如果光从光 疏介质到光密介质不能发生上述现象； 3)入射角大于某一临界值(折射角为90°)时才 能发生上述现象
3、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1所示。方框内有两个折射率n＝1．5 的玻璃全反射棱镜。图2给出了两棱镜四种 放置式的示意图，其中能产生图1效果的是 （ ）
b a b a
4、光导纤维的结构如图所示，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、内芯的折射率比外套相同，外套的材料有韧 性，可以起保护作用
全反射
光导纤维在医学上的应用 :内窥镜
伟大的祖国
五彩灯
3、海市蜃楼
4、水流导光 5、烟熏小球
四、拓展提升
在水中的鱼看来，水面上和岸上 所有的景物都出现在顶角为97.60 的倒立圆锥里，为什么？
一、光疏介质和光密介质
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。
介质 空气 水 酒精 金刚石
折射 率
1.000 28
1.33
1.36
2.42
2、光在光密介质中传播速度小，在光
疏介质中传播速度大。
3、不能理解为介质密度。
实验探究：分别画出光从空气射 入水和光从水射入空气中的光路图 ，试比较图中折射角和入射角的大 小关系，并思考若光从水射入空气 ，继续增大入射角，反射光线和折 射光线如何变化？ （结合教材P49 思考与讨论）
D、应用：精密昂贵的光学仪器中，如显微 镜、单反相机、潜望镜、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、图像或者其他 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
D、应用：光纤通信，医学及工业内 窥镜，饰品等……
N
B
O 光疏介质
光密介质
C A
N'
sin C 1 n
3、全反射的条件：
① 光从光密介质进入光疏介质 ② 入射角等于或大于临界角C
sin C 1 n
三、生活中的全反射现象
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100%，成像失 真小
§19.5 全反射
B. 300 D. 600
(例题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°，如图1所示的哪 D 个光路图是正确的?[ ]
(例题3)劣质的玻璃中往往含有气泡.这些 空气泡看上去比较亮,对这一现象有下列 不同的解释,其中正确的是( D ) A空气泡对光线有聚集作用,因而较亮. B.空气泡对光线有发散作用.因而较亮. C.从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分 发生全反射,因而较亮. D.从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分 发生全反射,因而较亮.
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．
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%
一、光疏介质和光密介质
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、光疏介质和光密介质是相对的． 3、光疏 光密
A
空气
光密：折射角 < 入射角 N 光疏：折射角 > 入射角
θ2 B O
空气 介质 介质
O
N'
B N'
A
光密
θ2 B
光疏：折射角 > 入射角
三、自然界中的全反射现象: 1、水或玻璃中的气泡看起来特别亮
光从水或玻璃射向气泡时，一部分光在分 界面上发生了全反射
2、蒙气差现象： （1）大气折射率特点： 越接近地面，折射率越大 （2）现象： 看到的物体的位置比它的实际位置要高些，这 种效应越是接近地平线越明显。
高中物理全反射知识点
高中物理全反射知识点
全反射是一个重要的物理现象，它涉及到光的传播方式和入射光束的反射特性，广泛应用于信息、通讯等领域。
它的定义为当一束入射光线从一种介质（入射介质）到另一种介质（反射介质）时，在一个特定的角度下，以与入射介质法线成一定角度的反射光线完全反射回入射介质，而沿着反射面法线方向不发生变化。
全反射现象依赖于光源入射光束和反射介质的折射率之差，当光源入射进一种折射率更小的反射介质时，入射的光束会有一部分反射回去，剩下的一部分会经过反射面，沿着反射面法线进入反射介质，最终走向传播方向。
另外，全反射的发生受介质的入射和反射角度的影响，当入射角过大时，光直接从介质A入射到介质B时，光会发生衍射而不会发生全反射，只有当光在介质A中时入射角小于等于折射率大小比例时，才会发生全反射。
另外，光的衰减也会影响发生全反射的可能性，只有光強度不太弱，反射舌面才会出现反射带。
此外，全反射还受介质折射率差的影响，折射率大小比例越大，全反射越明显，这种现象称为大折射率比例全反射；而当折射率的大小比例较小时，光线难以反射，甚至不反射，这种现象称为小折射率比例全反射。
另外，全反射还有一种三面反射，其中反射端的入射介质和反射介质的折射率大小比例一定，且法线位于三个相邻反射面的夹角均为90°时，其反射现象可能出现。
因此，三面反射是一种特殊的全反射现象，也是信息传输技术中可利用的现象。
全反射具有现实意义，可以用于光纤、激光技术、雷达技术等信息、通讯的传播，特别是在生物医学领域非常有用，如常见的大号探头、全心电图及X射线映像等，这些技术都依赖于全反射现象。
全反射实际上是一种基本的光学物理现象，基本物理学家、光学工程师以及工程师在解决各种工程问题时都可以利用这种现象研究。
全反射
光疏介质 光密介质 v小
光从介质射入真空时
真空 介质
C 真空 介质 真空 介入光疏介质时，随着入射角 N 的增大，当折射角增大到90°时，折射光线完全 消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射．
(1)全反射产生的条件: ①光线由光密介质射向光疏介质 ②入射角大于等于临界角即: i ≥ C
临界角
临界角：折射角等于90°时的入射 角叫做临界角，用符号C 表示． 根据折射 定律计算
B
若某介质的折射率为n，该介质在空气或 真空中发生全反射的临界角是多少？ N sin90 1 n sinC sinC
O C
光疏介质
光密介质
因而 ： sin C 1
N'
A
n
折射率大的易发生全反射
1、光从空气射向水中会发生全反射吗? 2、光从玻璃介质射向水中会发生全反射吗?
例.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
玻璃 45 空气
o
玻璃 45 空气
o
A
玻璃 45 空气
o
B
玻璃 45 空气
o
C
D
2、光从玻璃介质射向水中会发生全反射吗?
例 2:
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. 若使岸上的人看不到光源， 至少需半径多大的不透明圆板？已知水的折射率为1.33 (sin48.80=1/1.33 , tan48.80=1.14) o
根据入射角 i = C黄 ∴C红 > i > C绿
如图2所示，一透明塑料棒的折射率为n,光 线由棒的一端面射入，当入射角i在一定范 围内变化时，光将全部从另一端面射出。当 入射角为i时，光在棒的内侧面恰好发生全 反射。
高中物理-全反射
全反射什么是全反射？全反射是光在介质中传播的一种特殊现象。
全反射指的是光从光密质进入光疏质时，当入射角大于临界角时，发生的只有反射光线，没有折射光线的现象。
全反射，顾名思义，就是光线全部反射了，没有产生折射光线。
还有一种定义，光由光密介质进入光疏介质时，会发生折射现象；当入射角θ增加到某种情形时，折射线向表面进行偏折，当折射角为90°，光线全部反射了，没有产生折射光线。
全反射的条件发生全反射的条件有如下两个：（1）光从光密介质进入光疏介质；（2）入射角必须大于临界角；全反射临界角当折射角等于90°时的入射角。
严格来说，光由光密介质进入光疏介质时，会发生折射现象；当入射角θ增加到某种情形时，折射线延表面进行，即折射角为90°，该入射角θ称为临界角。
高中物理网编辑们认为理解全反射，还要知道下面的这些知识：第一，只会考到大于临界角的问题，小于临界角的问题，入射角等于临界角的高中不会考。
第二，必须是从光密到光疏，且当折射角等于90°时的入射角（入射光与法线的夹角），一般用大写字母C来表示。
第三，全反射的日常应用举例：光导纤维，一些高倍显微镜器件。
第四，临界角与折射率的关系：对临界角有：sinaC=1/n;见参考文献说明。
光导纤维光纤通信利用的就是全反射的道理。
光纤在结构上有中心和外皮两种不同介质，光从中心传播时遇到光纤弯曲处，会发生全反射现象，而保证光线不会泄漏到光纤外（传导过程中没有能量损耗）。
光在均匀透明的，即使是弯曲的玻璃棒的光滑内壁上，借助于接连不断地全反射，可以从一端传导到另一端，如图所示。
当棒的截面直径很小，甚至到数微米数量级，传导的效果也不变（无能量损失），这种导光的细玻璃丝称为光学纤维。
全反射(高中物理教学课件)完整版
现象： 1.光从光密介质射向光疏介质时，同时存在反射光线和折射光线 2.入射角增大过程中，反射角、折射角均增大，且折射光线越来 越弱，反射光线越来越强。 3.入射角增大，折射角达到90˚时，折射光线完全消失
三.全反射的应用
思考：在天气晴朗的时候，特别是在炎热的夏天 我们会看到远处柏油马路上显得特别明亮，甚至 还能看到倒影，到那儿一看地面是干的，为什么 会出现这种现象？
典型例题 例4.如图所示,一半径为R的玻璃半球，折射率为 1.5，现有一束均匀的平行光垂直入射到整个半球 的底面上，进入玻璃半球的光线中不能直接从半 球面出射的光线所占的百分比为多少
02.全反射 图片区
问题.折射率是怎样定义的？ 定义1：光从真空射入某种介质发生折射时，入射 角的正弦与折射角的正弦之比，叫作这种介质的 绝对折射率，简称折射率 定义2：某种介质的折射率，等于光在真空中的传 播速度c与光在这种介质中的传播速度v之比
n sin i c sin r v
问题.光从一种介质进入另一种介质，折射角总是 变小吗？
答：不一定，垂直入射不变，从介质到真空折射 角会变大。
一.光疏介质与光密介质
对于折射率不同的两种介质，我们把折射率较小 的称为光疏介质，折射率较大的称为光密介质
材料
水
水晶 金刚石
折射率 1.33
1.55
2.42
问题：水晶是光疏介质还是光密介质？ 注意：光疏介质、光密介质具有相对性。
一.光疏介质与光密介质 注意： 光由光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射 角；光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于 入射角。 即光疏介质n小夹角大(介质中v也大) 即光密介质n大夹角小(介质中v也小)
《全反射》课件
汇报人：
目录
全反射基本概念
01
全反射的应用
04
全反射的原理
02
全反射的特性
03
全反射的实验研究
05
全反射的发展趋势和 展望
06
全反射基本概念
全反射的定义
全反射是指光从一种 介质进入另一种介质 时，如果入射角大于 或等于临界角，就会 发生全反射现象。
临界角是指光从一种 介质进入另一种介质 时，能够发生全反射 的最小入射角。
量子光学：研究量子光学 在全反射中的潜力
全反射技术的未来展望
应用领域：全 反射技术将在 更多领域得到 应用，如医疗、 军事、航天等
技术进步：全 反射技术将不 断进步，提高 精度、速度和
稳定性
成本降低：随着 技术的成熟，全 反射设备的成本 将逐渐降低，使 其更广泛地应用
于各个领域
智能化：全反射 技术将与人工智 能、大数据等技 术相结合，实现 智能化、自动化
全反射的应用
光导纤维通信
光导纤维：一 种由玻璃或塑 料制成的细长 纤维，用于传
输光信号
光导纤维通信： 利用光导纤维 传输信息的通
信方式
优点：传输速 度快、容量大、 抗干扰能力强、
保密性好
应用领域：电 信、互联网、 广播电视、医
疗、军事等
光学仪器制造
光学仪器：显微镜、望远镜、 照相机等
应用领域：科研、医疗、工业、 军事等
光的折射定律是描述光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变的规律。 光的折射定律可以用斯涅尔定律来描述，即折射角与入射角成正比，与折射率成反比。 光的折射定律在实际生活中有很多应用，如透镜、棱镜等光学仪器。 光的折射定律在光学研究中具有重要意义，是光学研究的基础之一。
全反射 课件
(2)若入射光逆时针偏转，则到ab面的红光、紫光的入射角 都大于45°，都发生全反射而不可能从ab面射出．
【答案】 见解析
二、在全反射情况中光线范围的确定
【例2】 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 2 ，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平面上射出的光束的宽度为多少？
二、全反射现象 1．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表示．
2．全反射的条件 要发生全反射，必须同时具备两个条件： (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． 3．临界角与折射率的关系 光由介质射入空气(或真空)时，sinC＝n1(公式)．
【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，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，射到MN 面上的入射角均小于临界角，能从MN面上射出．最右边射向 半球面的光线③与球面相切，入射角i＝90°，由折射定律知
sini＝
sinr n
＝
2 2
，则r＝45°.故光线③将垂直MN射出．所以在
MN面上射出的光束宽度应是OE＝Rsinr＝
2 2 R.
【答案】
2 2 R.
名师点拨 从本题中看到解决全反射问题的关键：①准确 熟练地作好光路图；②抓住特殊光线的分析，求光线照射的范 围时，关键是如何找出边界光线．如果发生全反射，刚能发生 全反射时的临界光线就是一条边界光线，而另一条光线要分析 得出．
全反射
课后思考：
光纤通信的原理
教学器材
空玻璃烧杯、硬币、水、半圆形玻璃砖、 红外线发射器、量角器、纸笔，等等。
思考：
如果入射角继续增大，会 出现什么现象？？？
观察到的现象：
当入射光强度一定时，随着入射角i的增大 反射光越来越亮 入射光越来越暗，且越来越偏离法线 当i达到一定角度C时，折射光线恰好消失
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。如果入射角 逐增加到某一角度，使折射角达到 90°时，折射光完全消失，只剩下 反射光的现象。 这时，对应的入射角C称为临界角
学习重点
光发生全反射的条件 临界角的求取
教学目的
学会观察 发生全反射时所需条件。 学会运用光的折射定律，求出发生全反射 时的临界角。 领会研究物理规律的科学方法——观察、 实验、比较、分析、归纳。 培养学生观察能力，创新精神及思考解决 问题的方法。
全反射的实际应用
阿贝折射计和浦耳弗里许折射计：利用临 界角来确定折射率。 全反射棱镜：利用光在全反射棱镜中的全 反射来改变光的传播方向，这种装置常在 观察地面物体用的高倍双筒望远镜中使用。 光导纤维：是应用全反射原理传播光能的 元件，广泛应用于内窥、潜望、高速摄影、 通信等各个方面。
我国光纤通信的发展
发生全反射的条件
光线从光密介质射入光疏介质 入射角大于等于临界角（i≥C）
水（光密介质）
空气（光疏介质）
临界角（C）
由折射定律：
当
sin 1 n sin 2
1 C,2 90 时
sin C n 1
1 C arcsin( ) n
例题：在潜水员看来，岸上的所有景物都出现在一 个倒立的圆锥里，为什么？这个圆锥的顶角是多大？ （已知水的折射率n=1.33）
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全反射练习题
1．用临界角为42°的玻璃制成的三棱镜ABC ，∠B=15°，∠C=90°，一束光线垂直AC 面射入，如图它在棱镜内发生全反射的次数为 [ ]
A ．2次
B ．3次
C ．4次
D ．5次
2.如图所示，空气中有一横截面为半圆环的均匀透明柱体，其内圆半径为r ，外圆半径为R ，R。
现有一束单色光垂直于水平端面A 射入透明柱体，只经过两次全反射就垂直于水平端面B 射出。
设透明柱体的折射率为n ，光在透明柱体内传播的时间为t ，若真空中的光速为c ，则（ ）
A.n
B.n 可能为2
C.t
D.t 可能为4.8r c
4.如题20
90°、半径为R 的扇形OAB ，一束平行光平行于横截面，以45°入射角照射到OA 上，OB 不透光，若只
考虑首次入射到圆弧AB 上的光，则AB 上有光透出部分的弧长为
A 16R π
B 14R π
C 13
R π D
5
12
R π 5.如图，一个三棱镜的截面为等腰直角∆ABC ，A ∠为直角.此截面所在平面内的光线沿平
行于BC 边的方向射到AB 边，进入棱镜后直接射到AC 边上，并刚好能发生全反射.该棱镜材料的折射率为（ ） A
、
2
B
、32 D
7..如图是一个1/4圆柱体棱镜的截面图，图中E 、F 、G 、H 将半径OM 分成5等份，虚线EE 1、FF 1、GG 1、HH 1平行于半径ON,ON 边可吸收到达其上的所有光线.已知该棱镜的折射率n =5/3,若平行光束垂直入射并覆盖OM,则光线
A.不能从圆孤 1NF 射出
B.只能从圆孤 1NG 射出
C.能从圆孤 11G H 射出
D.能从圆孤 1
H M 射出
10.一棱镜的截面为直角三角形ABC ，∠A=30o ，斜边AB ＝a 。
棱镜材料的折射率为n =。
在
此截面所在的平面内，一条光线以45o 的入射角从AC 边的中点M 射入棱镜射出的点的位置（不考虑光线沿原来路返回的情况）。
11.如图，一透明半圆柱体折射率为2n =，半径为R 、长为L 。
一平行光束从半圆柱体的矩形表面垂直射入，从部分柱面有光线射出。
球该部分柱面的面积。