高二物理选修3-4 13.2 全反射 LI

发生反射和折射。
α=600，发生全反射
• 6．在完全透明的水下某深处，放一点光源，在水面上可见 到一个圆形的透光圆面，若透光圆面的半径匀速增大，则光 源正( D ) • A．加速上升 B．加速下降 • C．匀速上升 D．匀速下降 vt 光源下降L=vtcotC VCOtC定值，则L与t成正比 L
7.一光线从空气垂直射入n=√2的棱镜BC上，求光线离开棱镜时 B 与界面的夹角。 sinC=1/n, C=450＜600.
3、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
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……
小 结
1、光疏介质、光密介质 定义 2、全反射 临界角C
观察现象后回答： 随着入射角的逐渐增大的过程中
增大 1.折射角逐渐 ； 2.折射光线亮度逐渐 减弱 ； 增大 3.反射角逐渐 ； 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。
二、全反射现象
1.光在两种介质分界面的时候可能同时发生发射和折射现象 2.入射光线最亮，反射和折射亮度在变化（能量） 3.当入射角增大到一定程度的时候，折射光线消失，入射光线全 部反射回介质
C=450.
2.n=Sini/Sinr
5．在图13－2－11中，ABC是一块玻璃直角三棱镜的主截面，折 射率n＝1.5.当一束光垂直于BC面射到棱镜上时，画出在各个面 上反射、折射的光路图． 1.光线垂直BC射入，部分原路返回， 部分方向不变射到AC上。
2.入射角为i=300＜arcsin2/3 α
光导纤维的工作条件
透明玻璃棒的折射率n，从一端以入射角i入射，光在棒内侧恰 好发生全反射。 由图可知： r 由折射定律：
π C 2
r i
C
sini sini n sinr cosc
sini ncosc n 1 sin2c
∴只要i≤arcsin
1 2 sinc ,sini n 1 n
1 sin C n
全反射的产生条件 全反射棱镜
3、全反射原理的应用实例
光导纤维
海市蜃楼
重要提示
在运用光的折射定律作光路图解决实 际问题时,首先要确定临界角,看是否会发 生全发射,在确定未发生全反射的情况下, 再根据折射定律确定入射角或折射角.
如图：n=1.52 求视野角度θ？ 知最大折射角，求最大 入射角 要使外界1800范围景物全部 被观察到，应嵌入折射率 多大的玻璃砖？ 折射角300、入射角900.
光由光密介质射入光疏介质时，随 着入射角的增大，当折射角增大到90° 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． 光由光疏介质射入光密介质时, 能否发生全 反射？
三、临界角：折射角等于900时的入射角。
1、全反射产生的条件:
①光线由光密介质射向光疏介质 ②入射角大于等于临界角即: θ1 ≥ C
最大视角2θ
C
θ
水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮
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
四、全反射现象的应用
1、海市蜃楼 中新网2004年3月16日电 据 日本《读卖新闻》报道，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，
2、光导纤维：
光导纤维
阅读教材，填空、画图 光导纤维由 内芯和外套两部分 组成，二者 的折射率不同， 内芯 的折射率大，外套 的折 射率小。
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
内 层 折 射 率 大 于 外 层 折 射 率
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 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……
2、临界角C的计算： 当光从介质射向真空（或空气）时 根据折射定律：
sin1 n sin 2
θ1=?
sin90 n sinC
0
1 sin C n
空气
C
S
水
你能想象一下，从水里看到的水面上景物是什么样的吗？ 所有水面上的景物在什么范围内？
源自文库
鱼眼里的世界
例1、在水中的鱼看来，水面 上和岸上的所有景物，都出 现在顶角约为97.6°的倒立圆 锥里，为什么？
600 600 600 a C n=sini/sina, i=450 300 i A
发生全反射。 a=300.
第十三章
光
全反射
一、光疏介质与光密介质
光疏介质:折射率较小的介质叫光疏介质。 光密介质:折射率较大的介质叫光密介质。
几种介质的折射率 2.42 金刚石 岩盐 1.55 二硫化碳 1.63 酒精 1.36 1.5~1.9 水 玻 璃 1.33 1 水 晶 空气 1.0028
请问：酒精是光密介质还是光疏介质？
12cm θ/2
20cm
坦克内部
1．光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是( B A．光从玻璃射到分界面上，入射角足够小 B．光从玻璃射到分界面上，入射角足够大 C．光从空气射到分界面上，入射角足够小 D．光从空气射到分界面上，入射角足够大 2．光纤通信是一种现代通信手段，它可以提供大容量、高 速度、高质量的通信服务．目前，我国正在大力建设高质量 的宽带光纤通信网络．下列说法正确的是( AD ) A．光纤通信利用光作为载体来传播信息 B．光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理 C．光导纤维传递光信号是利用光的色散原理 D．目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝
n 2 1 ,光将全部从右侧射出。
若上述直纤维棒长L，从另一端射出所需最长时间多少？
分析：所需时间最长，则路程最 长，即入射光线AB最长。
入射角为临界角C即发生全反射， 光才能全部从另一端射出。 （多次全反射和一次全反射计算 结果同,只不过分成若干段) A
B C
D
解：设一次全反射时路程S=2AB=2×0.5L/SinC=nL. 光在纤维中的速度v=c/n ∴最长时间t=S/V=n2L/C
)
3．光在某种介质中传播的速度为1.5×108 m/s，那么，光从 此介质射向空气并发生全反射的临界角应为( C ) A．60° B．45° C．30° D．75° n=1/SinC=C/V 4．已知某种介质的折射率n＝ 2 ，在这种介质与空气的交界 面MN上有光线入射，如图13－2－10所画的光路中，哪个是正 确的(MN上部是空气，MN下部是介质)( C ) 1.全反射条件:SinC=1/n
• 注：①光疏介质与光密介质是相对的。
②同一种光在光疏媒质中传播速度 较大,在光密媒质中传播速度较小
③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 。(如水和酒精)
n
C V
实验探究
• 注意观察随着入射角的增大，反射光和 折射光的能量如何变化． • 当入射角增大到某一值时，会出现什么 现象．
观测到了船悬于半空的海市
蜃楼奇观，并将其拍摄下来。
海市蜃楼
中央电视台记者2001年 9月12日在奔赴中国西 部长江源头采访途中拍 下了难得一见的“海市 蜃楼”。当记者沿着青 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。