全反射ppt 新人教版选修3-4课件.ppt
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1、2全反射全反射1知道光疏介知道光疏介质质、光密介、光密介质质、全反射、全反射、临临界角的概念界角的概念2理解全反射的条件,能理解全反射的条件,能计计算有关算有关问题问题和解和解释释相关相关现现象象3了解光了解光导纤维导纤维的工作原理和光的工作原理和光导纤维导纤维在生在生产产、生活中的、生活中的 应应用用.两种介两种介质质相比相比较较光在其中光在其中传传播速度播速度_,而折射率,而折射率_的介的介质质叫光疏介叫光疏介质质光在其中光在其中传传播速度播速度_,而折射率,而折射率_的介的介质质叫光密介叫光密介质质光由光由_介介质质射向射向_介介质时质时,折射角大于入射角,当入,折射角大于入射角,当入射
2、角增大射角增大时时,反射光,反射光_,折射光,折射光_,继续继续增大入射角,增大入射角,当折射角达到当折射角达到_时时,折射光全部消失,入射光全部被反射,折射光全部消失,入射光全部被反射回原介回原介质质,当入射角再增大,当入射角再增大时时,入射光仍被界面全部反射回,入射光仍被界面全部反射回原介原介质质,这这种种现现象叫全反射象叫全反射一、全反射一、全反射光疏介质和光密介质光疏介质和光密介质全反射全反射大大小小小小大大光密光密光疏光疏增增强强减弱减弱90折射角折射角为为90时时的的_,称,称为为全反射全反射临临界角,界角,简简称称临临界角,用界角,用_表示表示(1)光从光从_介介质质射向射向_介
3、介质质;(2)入射角入射角_临临界角界角截面截面为为_的棱的棱镜为镜为全反射棱全反射棱镜镜,其作用是,其作用是改改变变光的光的_只要光只要光_于它于它_一个界面射一个界面射入后,都会在其内部入后,都会在其内部发发生生_临界角临界角产生全反射的条件产生全反射的条件二、全反射棱镜二、全反射棱镜入射角入射角C光密光密光疏光疏大于或等于大于或等于等腰直角三角形等腰直角三角形传传播方向播方向垂直垂直任意任意全反射全反射三、光三、光导纤维导纤维 光导纤维对光的传导原理光导纤维对光的传导原理:利用了:利用了 _原理原理 光导纤维构造光导纤维构造 由内芯和外套两由内芯和外套两层组层组成,内芯的折成,内芯的折
4、射率比外套射率比外套_,光,光传传播播时时在内芯和在内芯和 外套的界面上外套的界面上发发生生_(如如图图13 21所示所示)图图1321全反射全反射大大全反射全反射不同介不同介质质的折射率不同,我的折射率不同,我们们把折射率把折射率较较小的介小的介质质叫做光叫做光疏介疏介质质,折射率,折射率较较大的介大的介质质叫做光密介叫做光密介质质(1)对光路的影响对光路的影响:根据折射定律,光由光疏介:根据折射定律,光由光疏介质质射入光密射入光密介介质质(例如由空气射入水例如由空气射入水)时时,折射角小于入射角;光由光,折射角小于入射角;光由光密介密介质质射入光疏介射入光疏介质质(例如由水射入空气例如由水
5、射入空气)时时,折射角大于,折射角大于入射角入射角.一、对全反射的理解一、对全反射的理解光疏介质和光密介质的理解光疏介质和光密介质的理解(3)相对性相对性:光疏介:光疏介质质、光密介、光密介质质是相是相对对的任何两种透明介的任何两种透明介质质都可以通都可以通过过比比较较光在其中光在其中传传播速度的大小或折射率的大小播速度的大小或折射率的大小来判定来判定谁谁是光疏介是光疏介质质或光密介或光密介质质光由光密介光由光密介质质射入到光疏介射入到光疏介质质中中时时,折射角大于入射角,当,折射角大于入射角,当入射角增大到一定程度入射角增大到一定程度时时,折射光,折射光线线完全消失,全部光完全消失,全部光线
6、线都都被反射回原介被反射回原介质质,这这种种现现象称象称为为全反射全反射现现象,象,简简称全反射称全反射(2)光疏介质和光密介质的比较光疏介质和光密介质的比较光的光的传传播速度播速度折射率折射率光疏介光疏介质质大大小小光密介光密介质质小小大大全反射现象全反射现象(1)全反射的条件全反射的条件:光由光密介光由光密介质质射向光疏介射向光疏介质质入射入射角大于或等于角大于或等于临临界角界角(2)全反射遵循的规律全反射遵循的规律:发发生全反射生全反射时时,光全部返回原介,光全部返回原介质质,入射光与反射光遵循光的反射定律,由于不存在折射光入射光与反射光遵循光的反射定律,由于不存在折射光线线,光的折射定
7、律不再适用光的折射定律不再适用由于空中大气的折射和全反射,会在空中出由于空中大气的折射和全反射,会在空中出现现“海市蜃楼海市蜃楼”在海面平静的日子,站在海在海面平静的日子,站在海滨滨,有,有时时可以看到可以看到远处远处的空中的空中出出现现了高楼了高楼耸耸立、街道棋布、山立、街道棋布、山峦峦重叠等景象重叠等景象二、常见全反射现象的应用例析二、常见全反射现象的应用例析对对“海市蜃楼海市蜃楼”的解释的解释图图1322(1)气候条件气候条件:当大气比:当大气比较较平静且海面与平静且海面与上上层层空气温差空气温差较较大大时时,空气的密度随温,空气的密度随温度的升高而减小,度的升高而减小,对对光的折射率也
8、随之光的折射率也随之减小因海面附近的空气温度比空中低,减小因海面附近的空气温度比空中低,空气的下空气的下层层比上比上层层折射率大我折射率大我们们可以可以粗略地把空中的大气分成粗略地把空中的大气分成许许多水平的空多水平的空气气层层,如,如图图1322所示所示(2)光路分析光路分析:远处远处的景物反射的光的景物反射的光线线射向空中射向空中时时,不断被,不断被折射,射向折射率折射,射向折射率较较小的上一小的上一层层的入射角越来越大,当光的入射角越来越大,当光线线的入射角大到等于的入射角大到等于临临界角界角时时,就会,就会发发生全反射生全反射现现象,光象,光线线就会从高空的空气就会从高空的空气层层通通
9、过过空气的折射逐空气的折射逐渐渐返回折射率返回折射率较较大的下一大的下一层层图图1323(3)虚像的形成虚像的形成:当光:当光线进线进入人的眼睛入人的眼睛时时,人,人总认为总认为光是从光是从反向延反向延长线长线方向方向发发射而来的,所以地面附近的射而来的,所以地面附近的观观察者就可察者就可以以观观察到虚像且虚像成像在察到虚像且虚像成像在远处远处的半空中,的半空中,这这就是海市就是海市蜃楼的影像如蜃楼的影像如图图1323所示所示(1)气候条件气候条件:夏天在沙漠里也会看到蜃景,太阳照到沙地:夏天在沙漠里也会看到蜃景,太阳照到沙地上,接近沙面的上,接近沙面的热热空气空气层层比上比上层层空气的密度小
10、,折射率也空气的密度小,折射率也小小(2)光路分析光路分析:从:从远处远处物体射向地面的光物体射向地面的光线线,进进入折射率小入折射率小的的热热空气空气层时层时被折射,入射角逐被折射,入射角逐渐渐增大,也可能增大,也可能发发生全反生全反射射对沙漠蜃景的解释对沙漠蜃景的解释(3)虚像的形成虚像的形成:人:人们们逆着反射光逆着反射光线线看看去,就会看到去,就会看到远处远处物体的倒影物体的倒影(如如图图1324所示所示),仿佛是从水面反射出来,仿佛是从水面反射出来的一的一样样,沙漠里的行人常被,沙漠里的行人常被这这种影像种影像所迷惑,以所迷惑,以为为前方有水源而奔向前去,前方有水源而奔向前去,但但总
11、总是可望而不可及是可望而不可及特别提醒特别提醒 (1)“沙漠蜃景沙漠蜃景”和和“海市蜃楼海市蜃楼”虽然都是由空中虽然都是由空中大气对光线的折射和全反射形成的,但因空气折射率大小大气对光线的折射和全反射形成的,但因空气折射率大小分布有所不同,使得光线偏折情况有所不同分布有所不同,使得光线偏折情况有所不同(2)“沙漠蜃沙漠蜃景景”是倒立的虚像,而是倒立的虚像,而“海市蜃楼海市蜃楼”是正立的虚像是正立的虚像图图1324做一做做一做(教材教材P53)点拨点拨观观察到整个水流都亮了,察到整个水流都亮了,这这是因是因为为水流相当于光水流相当于光导纤维导纤维,激光在水柱与空气交界面上多次,激光在水柱与空气交
12、界面上多次发发生全反射的生全反射的结结果果教材资料分析教材资料分析下列下列说说法正确的是法正确的是 ()A因因为为水的密度大于酒精的密度,所以水是光密介水的密度大于酒精的密度,所以水是光密介质质B因因为为水的折射率小于酒精的折射率,所以水水的折射率小于酒精的折射率,所以水对对酒精来酒精来 说说是光疏介是光疏介质质C同一束光,在光密介同一束光,在光密介质质中的中的传传播速度播速度较较大大D同一束光,在光密介同一束光,在光密介质质中的中的传传播速度播速度较较小小【典典例例1】对全反射现象的理解对全反射现象的理解答案答案BD关于全反射,下列叙述中正确的是关于全反射,下列叙述中正确的是 ()A发发生全
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