教科版 (2019)选择性必修 第一册光的全反射评课ppt课件

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1.临界角(1)定义:光从某种介质射向真空或空气、折射角为90°时的入射角称为这种介质的临界角。用字母C表示。(2)表达式:sin C= 。2.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。两者缺一不可。
1.构造:光导纤维是极细的特制玻璃丝,由内芯和外套两种折射率不同的玻璃制成。光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射。2.光纤通信(1)定义: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。(2)主要优点:容量大、衰减小、抗干扰能力强、传输质量高、经济效益高等。
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?4.为什么水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮?
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向光疏介质,且入射角等于或大于临界角时,才能发生全反射。3.是的。由v= 可知,同一束光在光密介质中的传播速度较小,而在光疏介质中的传播速度较大。4.水或玻璃中的气泡内是空气,光经过水或玻璃射向气泡时,一部分光会在气泡表面发生全反射,有更多的光反射到人眼中,因此人眼感觉气泡特别明亮。
1.当光由光密介质射至光疏介质的界面时,如果入射角大于或等于临界角,光会全部返回原介质,发生全反射。入射光与反射光遵循光的反射定律。2.由sin C= 可知,折射率越大,发生全反射的临界角越小,可知越容易发生全反射。如在同一介质中,红光发生全反射的临界角大于紫光发生全反射的临界角。3.不会发生全反射的两种情况(1)平行介质:光从一个界面射入,然后从另一个平行界面射出时,虽然是由光密介质射向光疏介质,但是由于两界面平行,能折射进介质的光线的折射角小于临界角,而该折射角和光在另一个界面的入射角相等(图中θ3=θ2),所以一定不会发生全反射(图中θ4=θ1)。
 (2)球形介质:光线射入球形界面,折射角一定小于介质的临界角,而该折射角与光在下一个界面的入射角相等,所以光从该介质射向空气时一定不会发生全反射。 
4.全反射现象中的能量分配关系(1)折射角随入射角的增大而增大,折射角增大的同时,折射光的强度减弱,即折射光的能量减小,亮度减弱,而反射光的强度增强,能量增大,亮度增强。(2)当入射角增大到某一角度(即临界角)时,折射光能量减到零,入射光的能量全部反射回去,这就是全反射现象。
典例　如图所示是一个透明圆柱体的横截面,一束单色光平行于水平直径AB射向圆柱体【1】,光线经过折射后恰能射到B点【2】。已知入射光线到直径AB的距离为 R【3】,R是圆柱体的半径。已知光在真空中的传播速度为c,则 (　    )A.该透明圆柱体介质的折射率为 B.该单色光从C点传播到B点的时间为3 C.折射光线过B点时可能发生全反射
D.改变入射光线到直径AB的距离,折射光线仍然能够射到B点
信息提取    【1】、【2】画出光路图如图,在圆柱体内B点,入射角为θ2,发生反射时,反射光线与入射光线CB关于直径AB对称。 【3】cs θ1= = ,可得θ1=30°。
思路点拨    (1)依题意画出光路图,明确几何关系。(2)利用三角函数知识计算C点处的折射角和入射角。(3)运用折射定律【4】求折射率,判断全反射是否发生。
解析    由光路图结合几何知识得cs θ1= = ,可得θ1=30°,故i=r+θ2=90°-θ1=60°,由于r=θ2,可得r=θ2=30°(由【1】、【2】和【3】得到),该透明圆柱体介质的折射率n= = (由【4】得到),A错误;该单色光从C传到B的时间t= = = ,故B正确;光线折射到B点不可能发生全反射,因为在B点的入射角为θ2=30°,光发生全反射的临界角C满足sin C= = ,可知θ2