高中物理光的折射光的全反射课件教科版

全反射的应用——光导纤维
[先填空] 1．光导纤维对光的传导原理 利用了全反射原理． 2．光导纤维的构造 光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径从几微米到几十微米之间，由内芯 和外层透明介质两层组成．内芯的折射率比外套的折射率大，光传播时在内芯 与外套的界面上发生全反射．
3．光导纤维的应用——光纤通信 光纤通信就是把载有声音、图像和各种数字信号的激光从光纤的一端输入， 沿着光纤传到另一端去． 4．光纤通信的主要优点 容量大、衰减小、抗干扰能力强、传输速率高．
(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入射角大于等于临界角． (3)临界角与折射率的关系 ①定量关系：光由介质射入空气(或真空)时，sin C＝1n. ②定性关系：介质折射率越大，发生全反射的临界角越小，越容易发生全 反射．
[再判断] 1．光从空气射入水中时可能发生全反射现象．(×) 2．密度大的介质就是光密介质．(×) 3．两种介质相比较，折射率大的介质是光密介质．(√) 4．光密介质和光疏介质具有绝对性．(×)
③
由②③得 cos r＝1n
④
而 cos r＝ 1－sin2r，
代入④得 1－sin2r＝1n
⑤
联立①和⑤解得
n＝
7 2.
【答案】
7 2
解答全反射类问题的技巧 1．光必须从光密介质射入光疏介质． 2．入射角大于或等于临界角． 3．利用好光路图中的临界光线，准确地判断出恰好发生全反射的光路图是 解题的关键，且在作光路图时尽量与实际相符，这样更有利于问题的分析．
(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．因海面上的空气温度比空中 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 4-3-2 所示．
知 识 点 一
学
3.光的全反射
业 分
层
测
评
知
识
点
二
学习目标 1.理解全反射现象和临界角的概念. 2.知道光疏介质、光密介质和发生全反 射的条件．(重点) 3.能够解释全反射现象，会计算临界 角．(重点、难点) 4.初步了解光导纤维的工作原理和光纤 在生产、生活中的应用.
知识脉络
Leabharlann Baidu
全反射现象和全反射条件
1．已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为 1.33、1.55、1.60 和 1.63， 如果光按以下几种方式传播，可能发生全反射的是( )
A．从玻璃射入水晶 B．从水射入二硫化碳 C．从玻璃射入水中 D．从水晶射入水 E．从玻璃射入二硫化碳
【解析】 发生全反射的条件之一是光从光密介质射入光疏介质，光密介 质折射率较大，故 A、C、D 正确．
[后思考] 1．只有一种介质能否确定它是光密介质还是光疏介质？
【提示】 不能．光密介质、光疏介质是对确定的两种介质相比较折射率 而确定的，只有一种介质是无法比较折射率的，从而无法确定它是光疏介质还 是光密介质．
2．为什么水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮？
【提示】 水或玻璃中的气泡是光疏介质，光经过水或玻璃照射气泡时， 一部分光会发生全反射，相对于其他物体而言，有更多的光反射到人眼中，就 好像光是由气泡发出的，因此人眼感觉气泡特别明亮．
【提示】 是一种蜃景现象，是由光的全反射造成的． 2．微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂，光纤为 什么要由两层介质构成？ 【提示】 光纤的工作原理是全反射，要由两种介质配合才能产生全反射 现象．
1．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．光密介质和光疏介质 (1)光疏介质与光密介质的相对性：同种介质在不同的比较中结果可能不同， 如水、水晶和金刚石，水晶对水来说是光密介质，但对金刚石来说是光疏介质． (2)光密介质和光疏介质与其密度的关系：不要把介质的疏密与介质的密度 相混淆．密度大不一定是光密介质，密度小也未必是光疏介质，如水和酒精， 水的密度大，但二者相比水是光疏介质；光密介质和光疏介质是相对的，介质 密度的大小是绝对的．一般说来，同一种介质密度越大，对光的折射程度越大． (3)由 v＝nc可知：光在光密介质中传播速度比在光疏介质中要小．
2．入射光线、反射光线、折射光线的方向变化及能量分配关系 (1)折射角随着入射角的增大而增大； (2)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，而反射光线的强度增强，能量增大，亮度增加； (3)当入射角增大到某一角度时(即临界角)，折射光能量减弱到零(即折射角 为 90°)，入射光的能量全部反射回来，这就是全反射现象． 3．公式 sin C＝1n只适用于光由介质射向真空(或空气)时临界角的计算．
[再判断] 1．光纤通信的主要优点是容量大．(√) 2．在沙漠里看到的蜃景是一种全反射现象．(√) 3．鱼缸中上升的气泡亮晶晶的，是由于光射到气泡上发生了全反射．(√) 4．光纤一般由折射率小的玻璃内芯和折射率大的外层透明介质组成．(×)
[后思考] 1．炎热的夏天，在公路上有时能看到远处物体的倒影，这是一种什么现象？
[先填空] 1．全反射现象 (1)光疏介质和光密介质 ①概念：两种介质比较，折射率小的介质叫做 光疏介质，折射率大的介质 叫做光密介质． ②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． ③相对性：光疏介质和光密介质是相对的．
(2)全反射现象 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．全反射条件 (1)临界角 我们把光从某种介质射向真空或空气时使折射角变为 90°时的入射角，称为 这种介质的临界角．
【答案】 ACD
2.为了测定某种材料制成的长方体的折射率，用一束光线从 AB 面以 60°入 射角射入长方体时光线刚好不能从 BC 面射出，如图 4-3-1 所示，该材料的折射 率是多少？
图 4-3-1
【解析】 如图所示，根据折射定律：
n＝sisnin60r °
①
由题意可知 sin C＝1n
②
而 C＝90°－r