【公开课】人教版高二物理光的全反射
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人教版高中物理课件第十三章光13.7全反射
填空题
填空题1
一束光从水斜射入空气，如果入射角 逐渐增大，折射角将____。
答案与解析
答案B。逐渐增大。解析：当光从水 这种光密介质射入空气这种光疏介质 时，随着入射角的增大，折射角也增 大，当入射角增大到某一值时，会发 生全反射。
解答题
解答题1
一束光线从玻璃射向空气，入射角为i，折射角为r，且i = r。当玻璃的折射率增加时，试分析光线在玻璃中的传 播情况。
答案与解析
答案C。光线在玻璃中传播，但折射角小于入射角。解析：当玻璃的折射率增加时，光线在玻璃中的传播情况不 变，折射角仍然小于入射角。当入射角增大到某一值时，会发生全反射。
THANKS
感谢观看
实验材料
半圆形玻璃 棱镜
激光笔
屏幕
量角器
实验支架 尺子
实验步骤
01
1. 搭建实验装置
将半圆形玻璃棱镜固定在实验支架上，确保其稳定。在棱镜的一侧放置
屏幕，用于接收透过棱镜的光线。使用量角器和尺子测量棱镜的半径和
高度，以便后续计算。
02
2. 调整激光笔位置
将激光笔固定在适当位置，确保其发出的光线能够垂直射在半圆形玻璃
响。
光学仪器
全反射原理在光学仪器中也有 广泛应用，如望远镜、显微镜 等。
这些仪器利用全反射原理来控 制光的传播方向和聚焦，提高 了仪器的成像质量和观测效果 。
全反射在光学仪器中的应用， 不仅推动了科学研究的发展， 也为人们的日常生活提供了便 利。
防弹玻璃
防弹玻璃是利用全反射原理制造的一种特殊玻璃，能够有效地抵抗子弹和爆炸物的 冲击。
02
全反射的应用
光纤通信
光纤通信是全反射的重要应用之 一。光线在光纤中传播时，由于 全反射原理，能够实现信号的远
人教版高中物理选修3-4课件《14.3全反射》
介质
空气
水
金刚石
折射率 1.00028 1.33
2.42
水是光密介质还是光疏介质呢？
若入射角的逐渐增大
玻璃砖 空气
θ3 θ1 θ2
玻璃砖 空气
θ3 θ1 θ2
玻璃砖 空气
θ3 θ1 θ2
玻璃砖 空气
θ3 θ1 θ2
玻璃砖 空气
θ3 θ1 θ2
玻璃砖 空气
θ3 θ1 θ2
玻璃砖 空气
θ3 θ1 θ2
2、临界角：我们把光从某种介质射向真空或空气时， 使折射角恰好为90°，刚好发生全反射时的入射角， 叫做临界角．用C表示.
发生全反射时，折射光线消失，反射光线最强.
θ1 θ2
三、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． 光从折射率为n的玻璃射入真空发生全反射的临界角
医学上将其制成内窥镜，用来检查人体内脏的内部
观察自行车“尾灯”的结构并思考，这样的设计 有什么好处？
玻璃的临界角300-420
3.全反射棱镜
提高反射率
横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜.
（1）光线由AC面垂直入射 A
在AB、BC面发生两次全反
射，垂直由AC面出射．
变化180°
B
（2）光线由AB面垂直入射
生全反射.该棱镜材料的折射率为[]
A．B．6C．D．2
3
3
2
2
例3.折射率为1.33的水，水面下有一发光物体，发出两 束入射角分解为30°和60°的光，问哪束光能穿出液面？
若光源在液面下1m处，思考光能从多大面积射出来？ 若换成折射率更大的液体，出射的面积怎样？ 收获：折射率n越大，临界角C越小，越易发射全反射。
人教版物理高中选择性必修1第四章第2节 全反射PPT教学课件
得 sin C= s = 3 ,则河水的折射率n= 4 (由【4】得到),故B错误,C正确;t=0时小孩看到的
h2 s2 4
3
石块深度为h视= h = 3 7 m(由【5】得到),故D错误。故选C。
n4
答案 C
第1讲 描述运动的基本概念
第四章 光
定点 2 | 全发射的应用 1.全反射棱镜
截面是等腰直角三角形的玻璃棱镜是全反射棱镜。它在光学仪器中常用来代替平面 镜,改变光的传播方向。 2.光导纤维
第1讲 描述运动的基本概念
第四章 光
知识点 3 | 光导纤维
1.实用光导纤维的直径只有几微米到一百微米。光导纤维对光有传导作用,是利用了全反 射的原理。光传播时在内芯和外套的界面上发生全反射。 2.光纤通信的主要优点是传输容量大。此外,光纤传输还有衰减小、抗干扰性及保密性强 等多方面的优点。Байду номын сангаас
第1讲 描述运动的基本概念
第四章 光
知识辨析 1.水的密度大于酒精的密度,水是光密介质吗? 2.只要入射角足够大,就一定能发生全反射吗? 3.同一束光,在光密介质中的传播速度一定较小吗?
一语破的 1.不是。介质是光密介质还是光疏介质与密度无关。 2.不一定。只有光从光密介质射入光疏介质且入射角足够大时,才能发生全反射。 3.是的。由v= c 可知,同一束光在光密介质中的传播速度较小,而在光疏介质中传播速度较大。
n
第1讲 描述运动的基本概念
关键能力 定点破
定点 1 | 对全反射的理解 1.光密介质和光疏介质 (1)光疏介质和光密介质是相对而言的。 (2)光疏和光密是从介质的光学特性来说的。 (3)光疏介质和光密介质的比较
第四章 光
第1讲 描述运动的基本概念
光的全反射—人教版高二物理选修课件
学以致用——例题分析
例1、如图所示，介质Ⅱ为空气，介质Ⅰ的折射率
为 2 ，下列说法中正确的是 C
A．光线a、b都不能发生全反射 B．光线a、b都能发生全反射 C．光线a发生全反射，光线b不发生全反射 D．光线a不发生全反射，光线b发生全反射
一、全反射棱镜
全反射棱镜：（截面为等腰直角三角形的棱镜）
•视频二水流导光 •视频三光导纤维
•设计和应用时要满足哪些条件
•13.2 光的全反射—人教版高二物理选修3-4 第十三 章课件 （共27 张PPT）
•13.2 光的全反射—人教版高二物理选修3-4 第十三 章课件 （共27 张PPT）
A、原理：利用全反射原理
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．
D、应用：光纤通信，医学及工业内 窥镜，饰品等……
•13.2 光的全反射—人教版高二物理选修3-4 第十三 章课件 （共27 张PPT）
科学应用——光导纤维
应用1--光导纤维—光纤通讯
• 一种利用光的全反射原理制成的能传导光的玻璃丝，由 内芯和外套组成，直径只有几微米到100微米左右，内 芯的折射率大于外套的折射率。
Hale Waihona Puke •13.2 光的全反射—人教版高二物理选修3-4 第十三 章课件 （共27 张PPT） •13.2 光的全反射—人教版高二物理选修3-4 第十三 章课件 （共27 张PPT）
•13.2 光的全反射—人教版高二物理选修3-4 第十三 章课件 （共27 张PPT）
3、珠宝的鉴赏（ 玻璃：320-420 金刚石：24.40）
原因是：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
高二物理人教版选择性必修第一册教学课件《全反射》
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. 内芯的折射率与外套相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用
感谢聆听
大气中的光现象——海市蜃楼（沙漠或马路） 倒立虚象
解释：贴近地面空气温度高，密度小，折射率小，上层空气温 度低，密度大 ，折射率大 。远方物体发出的有些光线向地面 入射时不断折射弯曲，到地面附近时发生全反射，再折向上射 向远处空中，观察者感觉这光线来自地下。
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。
议一议： 1、发生全反射的条件是什么？ 2、光从折射率为 n 的某种介 质射入空气（真空）发生全反 射时的临界角C等于多少？
全反射
全反射条件： 1、从光密介质射入光疏介 质时，2、如果入射角等于 或大于临界角。
全反射角 sin C 1
n
水的临界角为48.8°，各种玻璃 的临界角为32°至42°，金刚石的 临界角为24.4°
《2019人教版高中物理选择性必修1》课件
4.2全反射
第四章 光
授课教师：
教学目的
1、知道什么是光疏介质和光介质． 2. 理解光的全反射现象，掌握发生全反射的条件． 3. 理解临界角的物理意义，会根据公式确定光从介质射入 真空（空气）时的临界角．
学习任务
1、知道什么是光疏介质和光介质． 2. 理解光的全反射现象，掌握发生全反射的条件． 3. 理解临界角的物理意义，会根据公式确定光从介质射入 真空（空气）时的临界角．
临界角 42.9° 47.3° 48.6°
感谢聆听
大气中的光现象——海市蜃楼（沙漠或马路） 倒立虚象
解释：贴近地面空气温度高，密度小，折射率小，上层空气温 度低，密度大 ，折射率大 。远方物体发出的有些光线向地面 入射时不断折射弯曲，到地面附近时发生全反射，再折向上射 向远处空中，观察者感觉这光线来自地下。
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。
议一议： 1、发生全反射的条件是什么？ 2、光从折射率为 n 的某种介 质射入空气（真空）发生全反 射时的临界角C等于多少？
全反射
全反射条件： 1、从光密介质射入光疏介 质时，2、如果入射角等于 或大于临界角。
全反射角 sin C 1
n
水的临界角为48.8°，各种玻璃 的临界角为32°至42°，金刚石的 临界角为24.4°
《2019人教版高中物理选择性必修1》课件
4.2全反射
第四章 光
授课教师：
教学目的
1、知道什么是光疏介质和光介质． 2. 理解光的全反射现象，掌握发生全反射的条件． 3. 理解临界角的物理意义，会根据公式确定光从介质射入 真空（空气）时的临界角．
学习任务
1、知道什么是光疏介质和光介质． 2. 理解光的全反射现象，掌握发生全反射的条件． 3. 理解临界角的物理意义，会根据公式确定光从介质射入 真空（空气）时的临界角．
临界角 42.9° 47.3° 48.6°
高二物理(人教版教科版通用)光的全反射—2ppt课件
反射定律：反射光线与入射光线、法线在同一平面内 ，反射光线与入射光线分别位于法线两侧；反射角等 于入射角。
i i' r
介质的折射率—— 光从真空（空气）射入某种介质发生 折射时，入射角正弦与折射角正弦之 比叫做这种介质的折射率。
r
光在真空中 传播的速度
光在介质中 传播的速度
思考：请同学们在笔记本上试着画下面的光路图
橄榄油
43°
全反射是自然界常见的现象
例如，水中或玻璃中的气 泡，看起来特别明亮，就 是因为光从水或玻璃射向 气泡时，一部分光在界面 上发生了全反射。
n水=1.33 C水=48.8º 60º>C水 发生全反射
例题分析
【例】某介质的折射率为1.1，一束光从介质射向空气， 入射角为60°，如图所示的哪个光路图是正确的：
大气密度小，折射率小
海市蜃楼
大气密度大，折射率大
思考：当远处的楼阁发出的光线射向空中时，相当于光从什么介质射 向什么介质呢？光线如何偏折呢？最终有可能发生什么现象？
沙漠蜃景
高空温度低 大气密度大 折射率大
地面温度高 大气密度小 折射率小
在炎热的夏天，我们经常看到前方的路面特别明亮， 请同学们课后试着用今天所学的知识解释这个现象。
三、介质的临界角
2. 临界角的计算式：
3. 注意问题： （1）公式只适用于光从介质射向真空或空气中的情况 （2）发生全反射时，依然遵循反射定律
三、介质的临界角
4. 常用介质的临界角：水的临界角为48.8°，各种玻璃 的临界角为 32°～ 42°，金刚石的临界角为 24.4°。
科研和技术中常常通 过测量临界角来测定 材料的折射率。
A.
B.
C.
物理人教版1《4.2光的反射》ppt课件优质课公开课教学课件
1.我们为什么能看到太阳、电灯等发光的 物体？
因为太阳、电灯发出的光射入我们 的眼睛。
2.我们为什么还能看到人、书本等本身不 发光的物体？
因为人、书本反射的光进入我们的 眼睛。
一、什么叫光的反射?
光射向物体表面时，有一部分光会被物体 表面反射回来，这种现象叫做光的反射
光射到任何物体表面，都要发生反射现象。
2.（两线异侧） 反射光线和入射光线分居 法线两侧
3.（两角相等） 反射角等于入射角 （注意顺序！）
4. 在反射现象中，光路是可逆的(p41)
练习：
1、如图一，AO是_入__射__光__ 线，BO是_反__射__光线，ON 是_法__线，∠AON是_入_ 射 角， ∠ BON是__反__射_角。
2、如图二，入射光线与 镜面夹角为20°，则入射
角等于__7_0_°__ ，反射角等 于_7__0_°__ ，入射光线与反 射光线的夹角等于_1_4_0_°。
B
NA
O 图一
20°
图二
例一、已知图中入射光线，请画出反射光线。 N
步骤：1、先在反射面上标出入射点O
O
2、过入射点画出反射面的垂直线ON，即法线。
3、根据光的反射定律，反射角等于入射角画出反射光 线。如下图
请欣赏
如果没有光的反射，就没有我们身 边多彩的世界
二、光的反射有什么规律呢？
入射光线
法线
N
反射光线
入反
认 识
射射 角角
要
ir
素
反射面
入射点
法线：通过入射点,垂直于镜面的直线（ON）--虚线
入射角：入射光线与法线的夹角 （ i ） 反射角：反射光线与法线的夹角 ( r )
光的全反射公开课 PPT
光疏介质和光密介质是相对的、 水 n= 1、33 酒精n= 1、36 玻 璃n=1、63
4、若一束光从光密介质射向光疏介质,入射角大依然折射角大？ 假如逐渐增大入射角,哪一个角先达到 90 0 ？
实验观察 光从玻璃射向空气,当入射角逐渐增大时
反射角 角 度 折射角
强 反射光
度
折射光
增大 增大 增强 减弱
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、
2、海市蜃楼
3、马路蜃景, 沙漠蜃景
4、光导纤维
构造特点:双层,内芯材料的折射 率比外套材料的折射率大
光导纤维的工作条件
已知透明玻璃棒的折射率为n,设以入射角i从一
时是在同一点
答案:BCD
感谢您的聆听！
B
小结
1、光疏介质、光密介质 现象
2、全反射 全反射的产生条件
临界角C 3、生活中的全反射
sinC 1 n
海市蜃楼
光导纤维
水中的水泡 特别明亮
一束白光从水中射入真空的折射光线如图所示,若保持入射点 O不变而逐渐增大入射角,则关于红光和紫光的下述说法中 正确的是( )
A、若红光射到P点,则紫光在P点上方 B、若红光射到P点,则紫光在P点下方 C、紫光先发生全反射,而红光后发生全反射 D、当红光和紫光都发生全反射时,它们的反射光线射到水底
端入射,光在棒内侧恰好发生全反射,求i值
由图可知:
由折射定律:
r
π 2
C
C
nss
i i
n is nrc
i o
n s
高中物理第十三章光2全反射课件新人教版选修3
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．内芯的折射率比外套的小，光．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，故选项 A 对，选项 B、C、D 错误．
解析：酷热的夏天地面温度高，地表附近空气的密度小，空气 的折射率下小上大，远处车、人反射的太阳光斜向下由光密介质射 入光疏介质时发生多次折射使入射角逐渐变大，达到临界角时发生 全反射．
答案：AD
3．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( )
答案：A
4．如图所示，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．尾灯的原理如图所示，下面说法中正确的是( )
A．汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射 B．汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射 C．汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射 D．汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射
提醒：光疏和光密的相对性是从介质的光学特性来说的，并不 是它的密度大小，例如，酒精的密度比水小，但酒精和水相比酒精 是光密介质．
【例 1】 如图，直角三角形 ABC 为一棱镜的横截面，∠A＝ 90°，∠B＝30°.一束光线平行于底边 BC 射到 AB 边上并进入棱镜， 然后垂直于 AC 边射出．
解析：由 sin C＝1n可知，光在该玻璃柱体中发生全反射的临界 角 C＝45°.根据折射定律可知，所有光线从 OA 进入玻璃柱体后的 折射角均为 30°.从 O 点入射后的折射光线将沿半径从 C 点射出．假 设从 E 点入射的光线经折射后到达 D 点时刚好发生全反射，则 ∠ODE＝45°.如图所示，由几何关系可知 θ＝45°.故弧长 DC ＝14πR.
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．内芯的折射率比外套的小，光．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，故选项 A 对，选项 B、C、D 错误．
解析：酷热的夏天地面温度高，地表附近空气的密度小，空气 的折射率下小上大，远处车、人反射的太阳光斜向下由光密介质射 入光疏介质时发生多次折射使入射角逐渐变大，达到临界角时发生 全反射．
答案：AD
3．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( )
答案：A
4．如图所示，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．尾灯的原理如图所示，下面说法中正确的是( )
A．汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射 B．汽车灯光应从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射 C．汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射 D．汽车灯光应从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射
提醒：光疏和光密的相对性是从介质的光学特性来说的，并不 是它的密度大小，例如，酒精的密度比水小，但酒精和水相比酒精 是光密介质．
【例 1】 如图，直角三角形 ABC 为一棱镜的横截面，∠A＝ 90°，∠B＝30°.一束光线平行于底边 BC 射到 AB 边上并进入棱镜， 然后垂直于 AC 边射出．
解析：由 sin C＝1n可知，光在该玻璃柱体中发生全反射的临界 角 C＝45°.根据折射定律可知，所有光线从 OA 进入玻璃柱体后的 折射角均为 30°.从 O 点入射后的折射光线将沿半径从 C 点射出．假 设从 E 点入射的光线经折射后到达 D 点时刚好发生全反射，则 ∠ODE＝45°.如图所示，由几何关系可知 θ＝45°.故弧长 DC ＝14πR.
4.2 全反射(教学课件)-高二物理(人教版选择性必修第一册)
是否会通过包层“泄漏”出去。
(2)若导弹飞行过程中,将有关参数转变为光信号,利用光纤发回发射基地
经瞬间处理后转化为指令光信号返回导弹,求信号往返需要的最长时间。
答案:(1)见解析 (2)1.6×10-4 s
课堂检测
解析:(1)如图所示,由题意知在纤芯和包层分界面上全反射临界角C满足
n1sin C=n2sin 90°,得C=60°。当在端面上的入射角最大(i=90°)时,折射
特制光纤,它双向传输信号,能达到有线制导作用。光纤由纤芯和包层组成,
其剖面如图所示,其中纤芯材料的折射率n1=2,包层折射率n2=
l为6
,光纤长度
km。已知当光从折射率为n1的介质射入折射率为n2的介质时,入射
角θ1、折射角θ2间满足:n1sin θ1=n2sin θ2。
(1)试通过计算说明从光纤一端入射的光信号
角r也最大,在纤芯与包层分界面上的入射角i'最小,当端面上i=90°时,
sin90°
由 n1=
,得 r=30°,这时 i'=90°-30°=60° =C。所以,在所有情况中
sin
从端面入射到光纤中的信号都会发生全反射,光信号不会从包层中“泄漏”
出去。
课堂检测
解析:(1)如图所示,由题意知在纤芯和包层分界面上全反射临界角C满足
1. 一个半,O为圆心,如图所示。
玻璃的折射率为n= 2。
(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面,若光线
到达上表面后,都能从该表面射出,则入射光束在AB上的最大宽度为多少?
3
(2)一细束光线在 O 点左侧与 O 相距 2 R 处垂直于 AB 从下方入射,求此光
光线在玻璃砖内会发生三次全反射,最后由 G 点射出,如图乙所示。由反
(2)若导弹飞行过程中,将有关参数转变为光信号,利用光纤发回发射基地
经瞬间处理后转化为指令光信号返回导弹,求信号往返需要的最长时间。
答案:(1)见解析 (2)1.6×10-4 s
课堂检测
解析:(1)如图所示,由题意知在纤芯和包层分界面上全反射临界角C满足
n1sin C=n2sin 90°,得C=60°。当在端面上的入射角最大(i=90°)时,折射
特制光纤,它双向传输信号,能达到有线制导作用。光纤由纤芯和包层组成,
其剖面如图所示,其中纤芯材料的折射率n1=2,包层折射率n2=
l为6
,光纤长度
km。已知当光从折射率为n1的介质射入折射率为n2的介质时,入射
角θ1、折射角θ2间满足:n1sin θ1=n2sin θ2。
(1)试通过计算说明从光纤一端入射的光信号
角r也最大,在纤芯与包层分界面上的入射角i'最小,当端面上i=90°时,
sin90°
由 n1=
,得 r=30°,这时 i'=90°-30°=60° =C。所以,在所有情况中
sin
从端面入射到光纤中的信号都会发生全反射,光信号不会从包层中“泄漏”
出去。
课堂检测
解析:(1)如图所示,由题意知在纤芯和包层分界面上全反射临界角C满足
1. 一个半,O为圆心,如图所示。
玻璃的折射率为n= 2。
(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面,若光线
到达上表面后,都能从该表面射出,则入射光束在AB上的最大宽度为多少?
3
(2)一细束光线在 O 点左侧与 O 相距 2 R 处垂直于 AB 从下方入射,求此光
光线在玻璃砖内会发生三次全反射,最后由 G 点射出,如图乙所示。由反
光的全反射公开课优秀课件
掌握全反射的原理和条件对于光学设 计、光通信、光纤传感等领域具有重 要的应用价值。
光的全反射现象在自然界和日常生活 中广泛存在，研究其规律有助于更好 地认识和利用这些现象。
XX
PART 02
光的全反射基本原理
REPORTING
折射率与全反射角
折射率的定义
光在两种不同介质中传播速度的比值，决定了光线在介质界面上的折射程度。
反射式望远镜
利用全反射镜将光线反射 到目镜，观测天体。
潜望镜
利用两个全反射镜使光线 转折90度，实现隐蔽观察 。
其他领域的应用举例
激光唱片
利用光的全反射原理，在唱片表 面记录声音信息。
光学鼠标
利用光的全反射原理，通过检测反 射光线的变化来定位鼠标位置。
建筑装饰
利用全反射材料制造装饰品，增加 室内光线和美观度。
REPORTING
实验装置与步骤
实验步骤
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
逐渐增大入射角，观察折射角的 变化，直到发生全反射现象，记 录此时的入射角i2（临界角）。
实验装置：半圆形玻璃砖、激光 笔、量角器、白纸等。
将半圆形玻璃砖平放在白纸上， 用激光笔沿玻璃砖平面射入一束 光线，记录入射角i1和折射角r1。
保持入射角为i2，轻微旋转玻璃砖 ，观察反射光线和折射光线的变 化。
全反射角的概念
当光线从光密介质射向光疏介质时，折射角大于入射角，当入射角增大到某一 角度时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这个角度被称为全反射角。
光线在界面上的行为
反射定律
光线在介质界面上反射时，反射光线 、入射光线和法线处于同一平面内， 且反射角和入射角相等。
折射定律
光线从一种介质射向另一种介质时， 折射光线、入射光线和法线处于同一 平面内，且折射角和入射角的正弦之 比等于两种介质的折射率之比。
4.2全反射课件-高二上学期物理人教版选择性
③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。
④光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。
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知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
光由光疏介质射入光密介质
折射角__小___于___入射角
光由光密介质射入光疏介质 折射角_大__于__入射角
α=2C=97.6°
即圆锥的顶角为97.6°。
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布置作业
【学以致用2】光由折射率为1.5的玻璃和2.42的金刚石进入空气时的临界角 各是多大？
解：根据临界角与折射率的关系式 sin c 1 n
则光由玻璃进入空气时的临界角
C arcsin 1 42o 1.5
光由金刚石进入空气时的临界角
空气
玻璃
O
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【实验现象】光由光密介质进人光疏介质，在入射角逐渐增大过程中： 1. 反射角逐渐增大，折射角逐渐增大； 2. 反射光线亮度逐渐增强，折射光线亮度逐渐减弱； 3. 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。
临界角
全反射
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解析 （1）该光线在介质中传播的光路如图所示。
根据几何关系，该光线在介质中发生全反射的临界角θ＝∠B＝45°
布置作业
解得r＝45°
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全反射
光疏介 质与光 密介质
④光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。
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光由光疏介质射入光密介质
折射角__小___于___入射角
光由光密介质射入光疏介质 折射角_大__于__入射角
α=2C=97.6°
即圆锥的顶角为97.6°。
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【学以致用2】光由折射率为1.5的玻璃和2.42的金刚石进入空气时的临界角 各是多大？
解：根据临界角与折射率的关系式 sin c 1 n
则光由玻璃进入空气时的临界角
C arcsin 1 42o 1.5
光由金刚石进入空气时的临界角
空气
玻璃
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【实验现象】光由光密介质进人光疏介质，在入射角逐渐增大过程中： 1. 反射角逐渐增大，折射角逐渐增大； 2. 反射光线亮度逐渐增强，折射光线亮度逐渐减弱； 3. 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。
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解析 （1）该光线在介质中传播的光路如图所示。
根据几何关系，该光线在介质中发生全反射的临界角θ＝∠B＝45°
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解得r＝45°
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全反射
光疏介 质与光 密介质
【高中物理】全反射课件 高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册
D.从水射入水晶
解析:折射率相对较小的介质是光疏介质,折射率相对较大的介质是
光密介质,发生全反射的条件之一是光由光密介质射向光疏介质,由
此可知选项C正确。
2.关于光纤的下列说法正确的是( C )
A.光纤是由高级金属制成的,所以它比普通电线容量大
B.光纤是非常细的特制玻璃丝,但导电性能特别好,所以它比普通电线衰减小
(2)光线从AC面射出时的折射角α的正弦值。
解析:(1)由题意可知,光线从AB边垂直射入,恰好在BC面发生
全反射,光线最后从AC面射出,光路图如图。
设该透明物质的临界角为C,由几何关系可知
C=θ1=θ2=60°,sin
解得n=
1
1
C=
(2)由几何关系知 β=30°
答案:(1)233
3
(2) 3
锥里，为什么？ （水的折射率为1.33）
水的折射率为1.33 所以C=48.8 °, 则有圆锥顶角θ=2C=97.6 °
学以致用
海市蜃楼
解释：海面上下层空气温度低，密度大，折射率大，上层空气温度高，
密度小，折射率小，远方物体发出的光线向空中入射时不断折射弯曲，
到某高度时发生全反射，再射回地面，观察者感觉这光线来自空中。
n＝
sin90°
1
＝
sin
sin
sinC ＝
1
介质
水
各种玻璃金刚石折Fra bibliotek率1.33
1.5~1.8
2.42
临界角C
48.8°
32°~ 42°
24.5°
9.全反射遵从反射定律。
C
珠宝的鉴赏（ 玻璃：32 42 金刚石：24.4 ）
全反射 课件 -高二物理人教版(2019)选择性必修第一册
A
45
利用全反射棱镜改 变光线方向，比用 一般的平面镜，能 量损失要小得多。
B
C
全反射的应用→光学纤维
➢ 光纤的几何结构 光纤：能够导光的圆柱型玻璃或塑料纤维 几何结构：一般由纤芯和包层两部分构成
z
n1
纤芯
n2 包层
光纤的几何结构
光导纤维简称“光纤”，是一种能够传导光波和各 种光信号的纤维。21 世纪人类社会进入信息大爆炸 的时代，光纤是传输信息的理想载体。
第四章 光
4.2 全反射
回顾：海市蜃楼现象
• 与海市蜃楼相关的，是一类光学现象：全反射 • 回顾，海市蜃楼是怎样发生的？ • 哪个位置的空气折射率较低？ • 请回顾并加以总结： • 实际上：全反射是光在介质中传播的一种特殊现象，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。
医学上,医生用光导纤维制成的内窥镜来检查人体 胃、肠器官等脏器的内部,也可利 用光导纤维成像技术辅助做微创手术。
➢光纤分类 ① 按纤芯介质分：均匀光纤，非均匀光纤。 ② 按传输特性均匀分 布，多模光纤各层介 质折射率可以是均匀 分布（阶跃型），也 可以是纤芯介质折射 率呈渐变分布（梯度 折射率型）。
a1' b1' c1'
全反射原理
全反射临界角： 全反射的条件：
i2=90o
n2 1的空气对于 n1 1.5 的玻璃，临界角
ic
o
42
全反射的应用——增大视场角
例：水（n=4/3）→空气（n=1）：ic=48.59o
48.6o 48.6o
鱼眼在水中的视场
水中的针孔成像
全反射的应用----全反射棱镜
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【公开课】人教版高二物理光的全反 射 【公开课】人教版高二物理光的全反 射
θ3 θ1 θ2
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θ3 θ1 θ2
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θ3=900
θ1 θ2
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结论：随着入射角的增大，反射
角、折射角都随之增大，同时反射光的 强度增强，折射光的强度减弱.当入射角 达到某一角度时折射角为900，此时， 在界面上只有反射光线，没有折射光线， 发生了全反射，此时的入射角叫做临界 角，用C表示.
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。
θ3 θ1 θ2
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当光由光密介质射入光疏介质时： 若入射角 i < C，则不发生全反射，既有反射 又有折射形象. 若入射角 i ≥ C，则发生全反射形象
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3.临界角的计算
A.当光由某种介质射入真空或空气时:
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3.海市蜃楼
中新网2004年3月16 日电 ，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， 观测到了船悬于半空的 海市蜃楼奇观，并将其 拍摄下来。
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水和酒精： n水＝1.33 ＜ n酒精＝1.36 酒精相对于水而言是光密介质，但ρ水＞ρ酒精
2.光疏介质与光密介质的界定是以折射率为依 据的,与介质的其它属性(如密度等)无关.
二 .全反射
N
B
θ2
O 光疏介质
光密介质
θ1
N' A
N
B
θ2
O 光疏介质
光密介质
θ1
A
N'
逐渐增大入射角，当入射角增大到某一角 度，折射角接近90°时，继续增大入射角，这 时会发生什么情况？
2.数学表达式:入射角的正弦与折射角的正弦
成正比，即
n sin i sin r
在光的反射和折射现象中，光路都是可逆的。
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第2节 全反射
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一 .光疏介质 和光密介质
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1. 全反射现象
当光从光密介质进入光疏介质时，折射 角大于入射角.当入射角增大到某一角度时， 折射角等于900，此时，折射光完全消失入射 光全部返回原来的介质中，这种现象叫做全 反射.
2. 临界角
光从光密介质射向光疏介质时，折射角等 于900时的入射角用字母 C 表示.临界角是指光由 光密介质射向光疏介质时，发生全反射形象时 的最小入射角，是发生全反射的临界状态.
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思考
光进入不同介质时的角度大小关系：
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
n水＝1.33 n玻璃＝1.5-1.9 n金刚石＝2.42 1.光疏介质光密介质是相对而言的.只有对给 定的两种介质才能谈光疏介质与光密介质.没有 绝对的光密介质.
例：某介质的折射率为根号2，一束光从介 质射向空气，入射角为60°，图中光路图正确 的是（ ）D
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4.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 以上两个条件必须同时满足，缺一不可
n
sin 900 sin C
C
arcsin
1 n
B.任意两种介质:n密、n疏
n密对疏=
sin 90o sin C
n密 n疏
故临界角C
=
s
in
1
(
n疏 n密
)
= arcsin( n疏 )
n密
其中, n密、n疏分别为光密介质和光疏介质的绝 对折射率.
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导入新课
美丽的光纤装饰
美 丽 的 光 纤 装 饰
美丽的光纤装饰
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晶莹剔透的露珠
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提问：折射定律的内容是什么？
折射定律
1.折射光线位于入射光线与法线所决定的平
面内，折射光线和入射光线分别位于法线两侧.
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1.定义:
（1）光疏介质:两种介质中折射率较小的介质叫 做光疏介质.
（2）光密介质:两种介质中折射率较大的介质 叫做光密介质.
n C 对光疏介质 n较小 同一频率的光在其中传播的 V 较大 V 对光密介质 n较大 同一频率的光在其中传播的 V 较小
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三 .全反射的应用
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1. 露珠
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2、珠宝的鉴赏（ 玻璃：320-420 金刚石：24.40）