全反射课件--
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全反射课件
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 以起保护作用
解析 光导纤维很细，它的直径只有几微米到一百微米， 它由内芯和外套两层组成，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. 答案 A
d＝Rsin C④
联立②③④式得
d＝
3 例3 光导纤维的结构如图5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( )
图5
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
在两层的界面上经过多次 全反射 ，从另一端射出，如图3
所示.
(2)应用：光纤通讯、医学上的内窥镜.
典例精析
一、对全反射的理解和有关计算 例1 某种介质对空气的折射率是 2，一束光从该介质射 向空气，入射角是60°，则下列光路图中正确的是(图中Ⅰ 为空气，Ⅱ为介质)( )
解析 由题意知，光由光密介质射向了光疏介质，由sin C
＝1n＝
1 2
得C＝45°＜θ1＝60°，故此时光在两介质的界面处
会发生全反射，只有反射光线，没有折射光线，故D选项
正确.
答案 D
例2 如图4所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB 为直径.来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于 AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射.已知∠ABM＝ 30°，求：
1.全反射棱镜 (1)用玻璃制成的截面为等腰直角三角形的棱镜. (2) 当光 垂直于它的一个界面射入后，会在其内部发生全反 射(如图2).全反射棱镜比平面镜的反射率高，几乎可达100%.
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 光导纤维很细，它的直径只有几微米到一百微米， 它由内芯和外套两层组成，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. 答案 A
d＝Rsin C④
联立②③④式得
d＝
3 例3 光导纤维的结构如图5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( )
图5
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
在两层的界面上经过多次 全反射 ，从另一端射出，如图3
所示.
(2)应用：光纤通讯、医学上的内窥镜.
典例精析
一、对全反射的理解和有关计算 例1 某种介质对空气的折射率是 2，一束光从该介质射 向空气，入射角是60°，则下列光路图中正确的是(图中Ⅰ 为空气，Ⅱ为介质)( )
解析 由题意知，光由光密介质射向了光疏介质，由sin C
＝1n＝
1 2
得C＝45°＜θ1＝60°，故此时光在两介质的界面处
会发生全反射，只有反射光线，没有折射光线，故D选项
正确.
答案 D
例2 如图4所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB 为直径.来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于 AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射.已知∠ABM＝ 30°，求：
1.全反射棱镜 (1)用玻璃制成的截面为等腰直角三角形的棱镜. (2) 当光 垂直于它的一个界面射入后，会在其内部发生全反 射(如图2).全反射棱镜比平面镜的反射率高，几乎可达100%.
光的全反射完整ppt课件
刚好发生全反射(即折射角为90°)时的入射角称为全反射的
临界角，用C表示.
②表达式
光由折射率为n的介质射向真空或空气时，若刚好发生全反
射，则折射角恰好等于90°，nsin90,即 sinC1.
sinC
n
③不同色光的临界角：不同颜色的光由同一介质射向空气或
真空时，频率越高的光的临界角越小，越易发生全反射.
编辑版pppt
32
【标准解答】(1)如图所示，n sin
sin
s1
s12 h12 s1
s2
s2
s22 h22
s22 h22 4 s12 h12 3
编辑版pppt
33
(2)刚好看到Q点时的光路图如图所示.
x=s1+s2+l
y=h2+Δh
sinC= x
x2 y2
n= 1
sin C
联立以上方程解得：l 24 7 19
艇正前方离赛艇前端s1=0.8 m处有 一浮标，示意如图.一潜水员在浮
标前方s2=3.0 m处下潜到深度为h2=4.0 m时，看到标记刚好 被浮标挡住，此处看不到船尾端Q；继续下潜Δh=4.0 m，恰
好能看见Q.求：
(1)水的折射率n；
(2)赛艇的长度l.（可用根式表示）
编辑版pppt
31
【解题指导】解答本题可按以下思路分析: (1)对波形图的认识→振幅、波长→波速； (2)作光路图→确定两角→折射定律→全反射→临界角.
22
二、全反射的应用
编辑版pppt
25
1.全反射棱镜 用玻璃制成的截面为直角三角形的棱镜，其临界角约为42°， 当光线垂直于直角边或垂直于斜边射入后，在下一个界面处 的入射角为45°，由于大于临界角，光在该处发生全反射， 若光垂直于直角边射入，在斜边处发生一次全反射后，从另 一直角边射出，光的传播方向改变90°，若光垂直于斜边射 入棱镜，在两个直角边处各发生一次全反射，光的传播方向 改变180°.
《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PPT精品课件
高二物理课件
全反射
光的折射
一 光的全反射
1 光疏介质 光密介质 (1)光疏介质 :折射率小的介质叫做光疏介质 .
(2)光密介质 :折射率大的介质叫做光密介质 . 注:光疏介质 和光密介质是相对的.
2 全反射 (1) 全反射:当光由光密介质射向光疏介质时，当入射角增 大到某一角度,使折射角达到90º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. (2)临界角:折射角等于90º时的入射角,叫做临界角.用C来示. (3)全反射的条件: A>光由光密介质 射向光疏介质 . B>入射角大于或等于临界角.
为什么同纬度的长江中下游和青藏高原景观 相差如此之大？
地广人稀的地区
地区
北方地区 南方地区 西北地区 青藏地区
面积占全国总面积（％） 20
25
30
25
人口占全国总人口（％） 40
55
4
1
世界屋脊
（点击图片观看录像）
思考
我国地势分为 哪几级阶梯？ 青藏地区位于 哪个阶梯上？ 青藏地区的海 拔大致多少？
课堂练习:
怎样求解光从折射率为n的介质射向空气(或真空)时的临界角C.
Sin C =1/n
二 大气中的光现象
(1)蒙气差
课堂练习:
试用作图法分析早晨看到的太阳比实际位置高 (2)海市蜃楼
课堂练习:
试解释水中或玻璃中的气泡要亮一些？
三 全反射的应用
光导纤维
蒙气差现象
光由玻璃射向空气时的对照图
光在光纤中的传送过程示意图
光纤管
青藏地区
（第一课时）
青藏地区的位置
青藏地区
• 位置和范围 • 世界屋脊 • 高寒气候 • 高原农牧业
全反射
光的折射
一 光的全反射
1 光疏介质 光密介质 (1)光疏介质 :折射率小的介质叫做光疏介质 .
(2)光密介质 :折射率大的介质叫做光密介质 . 注:光疏介质 和光密介质是相对的.
2 全反射 (1) 全反射:当光由光密介质射向光疏介质时，当入射角增 大到某一角度,使折射角达到90º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. (2)临界角:折射角等于90º时的入射角,叫做临界角.用C来示. (3)全反射的条件: A>光由光密介质 射向光疏介质 . B>入射角大于或等于临界角.
为什么同纬度的长江中下游和青藏高原景观 相差如此之大？
地广人稀的地区
地区
北方地区 南方地区 西北地区 青藏地区
面积占全国总面积（％） 20
25
30
25
人口占全国总人口（％） 40
55
4
1
世界屋脊
（点击图片观看录像）
思考
我国地势分为 哪几级阶梯？ 青藏地区位于 哪个阶梯上？ 青藏地区的海 拔大致多少？
课堂练习:
怎样求解光从折射率为n的介质射向空气(或真空)时的临界角C.
Sin C =1/n
二 大气中的光现象
(1)蒙气差
课堂练习:
试用作图法分析早晨看到的太阳比实际位置高 (2)海市蜃楼
课堂练习:
试解释水中或玻璃中的气泡要亮一些？
三 全反射的应用
光导纤维
蒙气差现象
光由玻璃射向空气时的对照图
光在光纤中的传送过程示意图
光纤管
青藏地区
（第一课时）
青藏地区的位置
青藏地区
• 位置和范围 • 世界屋脊 • 高寒气候 • 高原农牧业
光的全反射ppt优秀课件
本。
望远镜
在望远镜中，全反射帮助收集微弱 的光线，从而提高观测的清晰度和 距离。
光学传感器
全反射在光学传感器中用于检测和 测量各种物理量，如压力、温度和 浓度。
全反射在通信领域的应用
光纤通信
光纤中的全反射原理用于 传输大量数据和信息，实 现了高速、大容量的通信 。
水下通信
在水中，由于折射的限制 ，全反射成为实现通信的 重要手段。
光的全反射实验
全反射实验设备
激光发射器
相机或手机 测量尺
半圆形玻璃棱镜 屏幕
全反射实验步骤
01
将半圆形玻璃棱镜固定 在实验台上，确保其光 滑面朝上。
02
将激光发射器放置在棱 镜的一侧，使光线能够 照射在棱镜上。
03
使用屏幕和测量尺在棱 镜的另一侧放置，以便 观察和测量反射光线的 角度。
04
使用相机或手机拍摄反 射光线的照片，以便后 续分析。
全反射实验结果分析
01
02
03
04
观察反射光线的角度，与理论 值进行比较。
分析全反射的条件，如入射角 、折射率等。
探讨全反射在现实生活中的应 用，如光纤通信、潜水镜等。
总结实验结果，得出结论并与 同学进行交流。
05
光的全反射理论
光的波动理论
光的波动理论认为光是一种波动现象，类似于水波或声波。
光的波动理论能够解释光的干涉、衍射和偏振等现象，为全反射提供理论基础。
光的全反射条件
总结词
光的全反射需要满足一定的条件，包括光密介质、光疏介质、入射角大于临界 角等。
详细描述
光密介质是指折射率较大的介质，光疏介质是指折射率较小的介质。当光线从 光密介质射向光疏介质时，如果入射角大于临界角，则光将在界面上发生全反 射。
望远镜
在望远镜中，全反射帮助收集微弱 的光线，从而提高观测的清晰度和 距离。
光学传感器
全反射在光学传感器中用于检测和 测量各种物理量，如压力、温度和 浓度。
全反射在通信领域的应用
光纤通信
光纤中的全反射原理用于 传输大量数据和信息，实 现了高速、大容量的通信 。
水下通信
在水中，由于折射的限制 ，全反射成为实现通信的 重要手段。
光的全反射实验
全反射实验设备
激光发射器
相机或手机 测量尺
半圆形玻璃棱镜 屏幕
全反射实验步骤
01
将半圆形玻璃棱镜固定 在实验台上，确保其光 滑面朝上。
02
将激光发射器放置在棱 镜的一侧，使光线能够 照射在棱镜上。
03
使用屏幕和测量尺在棱 镜的另一侧放置，以便 观察和测量反射光线的 角度。
04
使用相机或手机拍摄反 射光线的照片，以便后 续分析。
全反射实验结果分析
01
02
03
04
观察反射光线的角度，与理论 值进行比较。
分析全反射的条件，如入射角 、折射率等。
探讨全反射在现实生活中的应 用，如光纤通信、潜水镜等。
总结实验结果，得出结论并与 同学进行交流。
05
光的全反射理论
光的波动理论
光的波动理论认为光是一种波动现象，类似于水波或声波。
光的波动理论能够解释光的干涉、衍射和偏振等现象，为全反射提供理论基础。
光的全反射条件
总结词
光的全反射需要满足一定的条件，包括光密介质、光疏介质、入射角大于临界 角等。
详细描述
光密介质是指折射率较大的介质，光疏介质是指折射率较小的介质。当光线从 光密介质射向光疏介质时，如果入射角大于临界角，则光将在界面上发生全反 射。
全反射(PPT课件)
一、全反射棱镜
教学目标：
1、了解棱镜对光的偏折作用 2、了解光通过棱镜后的色散现象
我们先来认识一个光学仪器吧：
A
一束单色光从空气射向玻璃棱 镜的一个侧面
发生两次折射，出射光线偏向
棱镜的底面
B
C
出射光线和入射光线的夹角 为光线的偏折角，A 为顶角。偏折角与棱镜的折射率有关。
由光路图可知：在保持入射角和棱镜顶角不变的情况下， 棱镜材料的折射率越大，在AB面上光的偏折角度也大，也 就是AC面的入射角变大。在AC面由于入射角和棱镜材料 的折射率都变大，偏折角度也要变大。因此总的偏折角度 随折射率的增大而增大。
思考：如果光疏是三棱镜，单色光通过光密介质射 向三棱镜的一个侧面时，光的偏折情况将会怎样？
大家一起动手来做一个试验，让太阳光照在三棱镜 的一个侧面上，以白色墙面为屏，我们会看到非常 漂亮的七彩谱带。这种现象叫色散。
A
可见：各种色光通 过棱镜后的偏折角 度不同。
B
C
色散现象说明了：
1、同一介质对不同色光的折射率不同。
A．红光最先消失
B．紫光最先消失
C．红光和紫光同时消失
D．从左到右的色光排列为红 紫
解：本题考查光的折射、全反射、光的色散等知识，同时还必须了解不同色 光对同一种介质折射率不同．当白光沿着圆柱形玻璃砖的法线射入玻璃砖，不 发生偏折．因而各色光射向AB面的入射角θ1都相同，根据折射定律可得
sinθ2=nsinθ1 因为 n紫>n红 所以 θ2紫>θ2红
如上图所示，即光屏P上的色光排列为左红右紫．故选项D正确． 由于n紫>n红，则临界角C紫<C红，所以当α角逐渐减小时，紫光最先发生全 反射，而从光屏上消失．故选项B也是正确的． 答：本题应选BD．
教学目标：
1、了解棱镜对光的偏折作用 2、了解光通过棱镜后的色散现象
我们先来认识一个光学仪器吧：
A
一束单色光从空气射向玻璃棱 镜的一个侧面
发生两次折射，出射光线偏向
棱镜的底面
B
C
出射光线和入射光线的夹角 为光线的偏折角，A 为顶角。偏折角与棱镜的折射率有关。
由光路图可知：在保持入射角和棱镜顶角不变的情况下， 棱镜材料的折射率越大，在AB面上光的偏折角度也大，也 就是AC面的入射角变大。在AC面由于入射角和棱镜材料 的折射率都变大，偏折角度也要变大。因此总的偏折角度 随折射率的增大而增大。
思考：如果光疏是三棱镜，单色光通过光密介质射 向三棱镜的一个侧面时，光的偏折情况将会怎样？
大家一起动手来做一个试验，让太阳光照在三棱镜 的一个侧面上，以白色墙面为屏，我们会看到非常 漂亮的七彩谱带。这种现象叫色散。
A
可见：各种色光通 过棱镜后的偏折角 度不同。
B
C
色散现象说明了：
1、同一介质对不同色光的折射率不同。
A．红光最先消失
B．紫光最先消失
C．红光和紫光同时消失
D．从左到右的色光排列为红 紫
解：本题考查光的折射、全反射、光的色散等知识，同时还必须了解不同色 光对同一种介质折射率不同．当白光沿着圆柱形玻璃砖的法线射入玻璃砖，不 发生偏折．因而各色光射向AB面的入射角θ1都相同，根据折射定律可得
sinθ2=nsinθ1 因为 n紫>n红 所以 θ2紫>θ2红
如上图所示，即光屏P上的色光排列为左红右紫．故选项D正确． 由于n紫>n红，则临界角C紫<C红，所以当α角逐渐减小时，紫光最先发生全 反射，而从光屏上消失．故选项B也是正确的． 答：本题应选BD．
全反射课件
水是光密介质?是否正确
水相对于空气是光____ 密 介质， 疏 介质。 水相对于水晶是光____
光从光疏介质射入光密介质时， ＞ 入射角______ 折射角 光从光密介质射入光疏介质时， ＜ 入射角______ 折射角
空气
玻璃
既然光由光密介质射入光疏介质时，折射 角大于入射角，由此可以预料，当入射角增 大到一定程度时，折射角就会增大到90°．
sin 1 n= sin 2 n：叫该介质的折射率
光疏介质和光密介质
请同学们阅读课文第一自然段回答： 什么是光疏介质？什么是光密介质？
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．
光密介质：折射率较大的介质 光疏介质：折射率较小的介质 n水晶=1.55 n水=1.33 n空气=1.0003
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……
• 在自行车的后挡泥板上,常常安装着一个“尾 灯”.其实它不是灯,它是用一种透明的塑料制成 的,其截面如图所示.夜间,从自行车后方来的汽车 灯光照在“尾灯”上时,“尾灯”就变得十分明亮, 以便引起汽车司机的注意.从原理上讲,它的功能 是利用了( ) • A.光的折射 B.光的全反射 • C.光的干涉 D.光的衍射
全反射
要点回顾
一、光线由一种介质射向另一种介质时，在两种介质的界 面要发生 反射和折射，其传播方向遵从 反射定律和折射定律 。
二、对于入射角的正弦与折射角的正弦的比值为一常数用 公式表示： sin 1 k= sin 2
三、当光线由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
全反射 课件
二、常见全反射现象的应用例析 对“海市蜃楼”的解释
● 由于空中大气的折射和全反射，会在空中出现“海市蜃楼”． ● 在海面平静的日子，站在海滨，有时可以看到远处的空中 ● 出现了高楼耸立、街道棋布、山峦重叠等景象．
(1)气候条件：当大气比较平静且海面与 上层空气温差较大时，空气的密度随温 度的升高而减小，对光的折射率也随之 减小．因海面附近的空气温度比空中 低，空气的下层比上层折射率大．我们 可以粗略地把空中的大气分成许多水平 的空气层，如图13－2－2所示．
增 大 时 ， 反 射 光 _增_ _ 强_ _ ， 折 射 光 _减_ _弱_ _ ， 继 续 增 大 入 射 角 ， 当 折 射 角 达 到 _9_0_°_ 时 ， 折 射 光 全 部 消 失 ， 入 射 光 全 部 被 反 射 回 原 介 质 ，
当入射角再增大时，入射光仍被界面全部反射回原介质，这种现 象叫全反射．
④
联立②③④式得
d＝
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3 3R
⑤
答案
(1) 3
3 (2) 3 R
借题发挥 应用全反射解决实际问题的基本方法： (1)确定光是由光疏介质进入光密还是从光密进入光疏 介质．(2)若光由光密介质进入光疏介质时，根据 sin C
＝n1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(如三角函数、反射定律等)进行判断推理，运算及 变换．
图13－2－2
● (2)光路分析：远处的景物反射的光线射向空中时，不断被折射，射向折射率较小的上一层 的入射角越来越大，当光线的入射角大到等于临界角时，就会发生全反射现象，光线就会 从高空的空气层通过空气的折射逐渐返回折射率较大的下一层．
全反射 ppt课件
图示为一光导纤维（可简化为一长玻璃丝）的示意图，玻璃丝长为L，折 射率为 n，AB 代表端面。一束光从真空射入玻璃丝的端面，已知光在真空 中的传播速度为 c。为使光线能从玻璃丝的端面传播到另一端面，光纤的n 应该最小为多少？
第四章 光
第2节 全反射
课堂引入
水中的气泡和叶子上的 露珠看起来特别明亮
光纤是如何传输 2.光疏介质：折射率较小的介质。
密度 1 g/cm3 0.97 g/cm3
物质 水 酒精 玻璃
折射率 1.33 1.36 1.50
酒精是光密介质 酒精是光疏介质
全反射
1.定义：当光从光密介质射入光疏介质时，入射角逐渐增大到某一角度， 光线全部被反射回原光密介质的现象。 这时的入射角叫临界角，一般 用字母C 表示。
临界角
折射角等于900时的入射角
刚刚(刚好)发生全反射时的入射角
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_大___于__或___等__于__临界角
要求 n内 > n外
光纤装饰照明
光导纤维在通信上的应用 光纤通信的主要优点是：容量大、衰减小、抗干扰性强．
1.上现蜃景——海市蜃楼
夏天，海面上空气的温度比空中低，空气的折射率下层比上层大。我们可以粗略地 把空气看做是由许多水平的气层组成的，各层的密度都不相同。远处的楼阁、船 舶、山峰发出的光线射向空中，不断被折射，越来越偏离法线方向，进入热气层的 入射角越来越增大，当光线的入射角增大到临界角时，就发生全反射现象，人们就 会看到远方的景物悬在空中。
空气
玻璃
O
空气
玻璃
O
思考：光从光密介质射向光疏介质时， 1、若入射角增大，折射角和入射角哪个先增大到90°？ 2、如果一直增大入射角会出现什么现象？ 3、如果是从光疏介质射向光密介质又会如何？
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
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• 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
光的全反射 ppt课件
光进入液体中。当入射角是450时，折射角为300，求：
（1）该液体对红光的折射率n；
（2）该液体对红光的全反射临界角C。
【答案】
（1）
2；
（2）45°
【解析】
（1）该液体对红光的折射率为 n
1
（2）由临界角公式 sin C
n
2
得 sin C 2
则 C=45°
sin i sin 45
2
C．若从上表面入射的光为红光和紫光的复合光，则在BD面上紫光比红光更靠近D端
D．要求从上表面射入的光能从右侧面射出，材料的折射率必须大于 2
【正确答案】ABC
【典例6】（2022·福建省连城县第一中学高二阶段练习）有一玻璃棱镜，
横截面为如图所示的圆心角为90°的扇形，扇形的半径为R，一束细光以
垂直于OP的方向射向OP界面，当入射点M距O点0.5R时，在圆弧PQ界面
第四章
光
2、光的全反射
理解光疏和光密介质
02
掌 握 光 的 全反射
03
了解全反射棱镜
04
了解导纤维
05
典型例题
CONTENTS
目录
01
一、光密介质和光疏介质
1.光疏介质：折射率较小的介质
2.光密介质：折射率较大的介质
注意：（1）光疏和光密是从介质的光学特性来说的,并不是它的密度大小。
(2)光疏介质与光密介质是相对的
A．发生全反射时，折射光线完全消失，只剩下反射光线
B．光线从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射现象
C．光从光疏介质射向光密介质时，也可能发生全反射现象
D．水或玻璃中的气泡看起来特别亮，就是因为光从水或玻璃射向气泡时
《全反射》课件
全反射最新PPT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。
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。
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几种介质的折射率
物质种类 金刚石 二硫化碳 玻璃 水晶 岩盐 酒精 水 空气
折射率
2.42 1 . 63 1 . 5~ 1.9 1 . 55 1 . 55 1 . 36 1 . 33 1 . 00028
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．
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)
C
A
o
B
Ｃ
１
２
ｈ
θ1
θ2
N'
N' A
玻璃
光从光疏介质射入光密介质时，
＞ 入射角______折射角
光从光密介质射入光疏介质时，
C
＜ 入射角______折射角
全反射现象的探究：
现象再观察：
全反射的条件
①从光密介质射向光疏介质 ②入射角大于或等于某一角度
临界角 C
临界角 C
①刚好发生全反射时的入射角 ②折射角等于90°时的入射角（极限）
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……
本节小结
一、光疏介质与光密介质
1、定义: 2、理解: ①相对性。②以折射率为依据的，与 介质的其它属性无关。 二、全反射:
1、发生全反射的条件: ①、光从光密介质射向光疏介质 ②、入射角大于或等于临界角,即 i ≥ C 2、临界角的计算
= 48.80
θ = 2C=2×48.80 =97.60
θ= 97.60
C
全反射现象应用
1、水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮
原因：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、海市蜃楼
3、沙漠蜃景
一、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
A. 300 B. 450 C. 600 D. 900
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？
鱼眼里的世界
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？
解： C=arcsin
1 n
=
arcsin
1 1.33
空气(光疏）
C
折射率n的介质 （光密）
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？
计算折射率为ｎ的N 介质在空气中发生
全反射时的临界角Ｃ
900 O
空气
介质
c
A'
N'
A
sin c 1
n
折射率越大，临界角 C越小，越容易发生全 反射
光由折射率为 2的介质中射入空气
时，发生全反射的临界角( B)
晶莹透亮的露珠
烈日下的公路路面
水柱导光
§13.2 全反射
学科素养与目标要求
物理观念: 1.知道什么是光疏介质和光密介质,理解它们具有相对 性
2理解全反射现象,掌握临界角的概念和全反射的条件、 3.了解全反射棱境和光导纤维 科学思维: 利用全反射条件,应用临界角公式解答相关问题 科学探究:
采用实验观察、猜想、验证、归纳的方法得出全反射 现象的发生条件、临界角概念等.
Sin C = 1/n 注：此式只适用于光线从介质到真空（或空气）
三、全反射的应用
巩固练习
1. 欲使光在两种介质的界面上发生全反射，下列说法正 确的是（ ）。
A. 光从真空射向介质，入射角足够小 B. 光从介质射向真空，入射角足够小 C. 光从介质射向空气，入射角大于临界角 D. 光从空气射向介质，入射角大于临界角
一、光疏介质和光密介质
光密介质：折射率较大的介质 光疏介质：折射率较小的介质
n水晶=1.54 n水=1.33
n空气=1.0003
水是光密介质?是否正确
水相对于空气是光__密__介质， 水相对于水晶是光__疏__介质。
一束光由空气斜射入玻璃
一束光由玻璃斜射入空气
A
N
B
Hale Waihona Puke N Bθ2O 空气
介质
θ1
O
空气
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……
二、光导纤维：
哪层的折射率大？
水柱导光
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
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