光的全反射.光导纤维及其应用PPT课件

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4．水或玻璃中的气泡特别明亮
水或玻璃中的物体能被我们看见，是因为光照 射物体时，有一部分光被物体反射，其中的一 部分进入人的眼睛，引起视觉的缘故．
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水或玻璃中的气泡对于水或玻璃来说是光疏介 质，光经水或玻璃照射气泡时，一部分光会发 生全反射，相对水或玻璃中的物体而言，有更 多的光反射到人的眼睛中，光的能量大了，人 眼会感觉特别明亮．海面上泛起的浪花看上去 是白色的也是这个道理．
2、临界角：当光从光密介质射入光疏 介质时，折射角等于900时的入射角叫做 临界角。用C表示。
3.发生全反射的条件：
(1)光从光密介质射入光疏介质
(2)入射角等于或大于临界角
4、临界角C的大小：
法线真空 界面
介质
C
由折射定律可得：n sin 90 0 sin C
临界角的正弦值：
sin C
1 n
5.几种常见介质的临界角（针对空气）
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2．对“沙漠蜃景”的解释
(1)气候条件：夏天在沙漠里也会看到蜃景，太 阳照到沙地上，接近沙面的热空气层比上层空 气的密度小，折射率也小．
(2)光路分析：从远处物体射向地面的光线，进 入折射率小的热空气层时被折射，入射角逐渐 增大，也可能发生全反射．
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(3)虚像的形成：人们逆着反射光线看去，就会 看到远处物体的倒景(如图4－2－3)，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．
sin C 1 n
介质
水
各种玻璃
金刚石
折射率 1.33
1.5～1来自百度文库9
2.42
临界角Ｃ ４８.５０ ３２０～４２０ ２４.５０
折射率越大,全反射临界角越小.
三、常见全反射现象及解释
海市蜃楼
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1．对“海市蜃楼”的解释
(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4－2－2所示．
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四、全反射的应用实例
全反射棱镜
A
横截面是等腰直角三角形的棱镜
当光线由AB面垂直入射时：
在AC面发生全反射， 变化90 °
垂直由BC面出射．
B
C
A
当光线由AC面垂直入射时：
在AB、 BC面发生两次全
反射，垂直由AC面出射． 变化180 °
B
C
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%
图4－2－4
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A．海面上层空气的折射率比下层空气的折射率 要小 B．海面上层空气的折射率比下层空气的折射率 要大 C．海市蜃楼是景物的实像 D．B是海市蜃楼，A是景物
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解析：选A.因为海面上层空气相对下层空气为 光疏介质，则海面上层空气的折射率比下层空 气的折射率要小，故A正确；B错误；由于人的 视觉总是认为光沿直线传播，观察到的是虚像， 故C、D错误．
着重观察：先后发生了什么现象和光线的亮暗比 较
二、全反射 观察现象后回答： 随着入射角的逐渐增大的过程中
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。
1、全反射定义：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时，折 射角达到90°，折射光线完全消失的现象。
五、光导纤维---光纤
内窥镜的结构
光导纤维在 医学上的应用
三、光导纤维
1．构造及传输原理
光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝，直径只有1 μm～10 μm左右．如图4－2－5所示，它是由 内芯和外层两层组成，内芯的折射率大于外层 的折射率，光由一端进入，在两层的界面上经 过多次全反射，从另一端射出．
注意： “光密介质”和“光疏介质” 是相
对而言的，对其界定是以折射率为依据的。
光在光密介质中的传播速度比在光疏介质
中的小。
练习2：根据下列光路图回答问题
法线 介质A 界面 介质B
A、B两种介质中介质 B 是光密介质
思考：逐渐增大入射角，折射角如何变化？
思考：当光由光密介质射入光疏介质
的时候，当入射角增大到一定的程度 的时候，折射角先达到900，如果再增 大入射角情况会怎么样呢？
第2节 光的全反射 第3节 光导纤维及其应用
一、光疏介质和光密介质
水 界面
玻璃
光疏介质:两种介质中折射率较小 的介质.
光密介质:两种介质中折射率较大 的介质.
练习1：根据表格回答问题
介质
水
玻璃 金刚石
折射率n 1.33 1.5~1.9 n＝2.42
（1）玻璃相对于水是 光密介质 玻璃相对于金刚石是 光介疏质
图4－2－2
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(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临界角时，就会发生全反射现象， 光线就会从高空的空气层中通过空气的折射逐渐返回折 射率较大的下一层．
(3)虚像的形成：当光线进入人的眼睛时，人总认为光是 从反向延长线方向发射而来的，所以地面附近的观察者 就可以观察到虚像．且虚像成像于远处的半空中，这就 是“海市蜃楼”的景象．
图4－2－3
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3．炎热夏季的柏油马路路面看起来特别亮
在炎热夏季的柏油马路(或高速公路)上，会看到 远一点的路面上特别亮，像洒了水一样湿漉漉 的．这是因为贴近热路面附近的空气层稀薄，比 上层空气的折射率小．从远处射向路面的光线， 也可能发生全反射，从远处看去，路面就像用水 淋过一样，显得格外明亮光滑．沙漠中行走的人 在夏季会看到远方特别亮，就像有湖泊一样，与 柏油马路面看起来特别亮道理相同．
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特别提醒：解释生活中常见全反射问题，关键 是确定以下两点： ①哪部分是光疏介质，哪部分是光密介质． ②入射光的来源和观察者的位置．
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即时应用(即时突破，小试牛刀)
夏天，海面下层空气的温度比上层低，我们 设想海面上的空气是由折射率不同的许多水平 空气层组成的，远处的景物发出的或反射的光 线由于不断折射，越来越偏离法线方向，人们 逆着光线看去就出现了海市蜃楼，如图4－2－4 所示，下列说法中正确的是( )