人教版（2019）物理选修一第四章第2节 全反射 (13)教学课件PPT

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册全反射教学ppt课件，共20页。PPT课件主要包含了课堂引入，全反射，θ1θ2，发生全反射的条件，思考与讨论，全反射棱镜，光导纤维等内容，欢迎下载使用。
光疏介质:两种介质中折射率较小的介质叫做光疏介质.光密介质:两种介质中折射率较大的介质叫做光密介质.
光疏介质与光密介质具有相对性
n水n空气，水是光密介质
如图，让光沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直的边上，在这个边与空气的界面上会发生反射和折射。逐渐增大入射角，观察反射光线和折射光线的变化。
实验现象：同时发生折射和反射现象。如果入射角逐渐增大，折射光变弱，反射光变强。当入射角增大到某一角度，折射光完全消失，只剩下反射光。
光由光密介质进入光疏介质时，如果入射角不断增大，使折射角增大到 90º 时，会出现什么现象？
随着入射角的逐渐增大的过程中折射角逐渐增大 ；折射光线亮度逐渐减弱；反射角逐渐增大；反射光线亮度逐渐增强；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。
全反射：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，光线全部被反射回原光密介质的现象。临界角：当光从光密介质射入光疏介质时，折射角等于900角时的入射角叫做临界角。用C表示。
（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；
怎样计算光从折射率为 n 的某种介质射入空气（真空）发生全反射时的临界角 C ？
临界角C的大小由折射率可得：
玻璃棱镜的截面为等腰直角三角形，当光从图中所示的方向射入玻璃时，由于光的方向与玻璃面垂直，光线不发生偏折。但在玻璃内部，光射向玻璃与空气的界面时，入射角大于临界角，发生全反射。与平面镜相比，它的反射率高，几乎可达 100%。这种棱镜在光学仪器中可用来改变光的方向。
双筒望远镜中的全反射棱镜
1966 年，33 岁的华裔科学家高锟提出：光通过直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来传输大量信息。高锟因此获得 2009 年诺贝尔物理学奖。根据这一理论制造的光导纤维（ptical fiber）已经普遍应用到通信领域。这其中就用到了全反射原理。
高锟（1933-2018）
当光在有机玻璃棒内传播时，如果从有机玻璃射向空气的入射角大于临界角，光会发生全反射，于是光在有机玻璃棒内沿着锯齿形路线传播。这就是光导纤维导光的原理。
实用光导纤维的直径只有几微米到一百微米。因为很细，一定程度上可以弯折。它由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
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。
实际的内窥镜装有两组光纤，一组把光传送到人体内部进行照明，另一组把体内的图像传出供医生观察。
光导纤维的用途很大，通过它可以实现光纤通信。光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强。一路光纤的传输能力理论值为二十亿路电话，一千万路电视。虽然光纤通信的发展历史只有20多年的，但是发展的速度是惊人的。
【例1】(多选)如图所示，一束平行光从真空射向一块半圆形的玻璃砖，下列说法正确的是A．只有圆心两侧一定范围内的光线不能通过玻璃砖B．只有圆心两侧一定范围内的光线能通过玻璃砖C．通过圆心的光线将沿直线穿过不发生偏折D．圆心两侧一定范围外的光线将在曲面发生全反射
解析　设光由AB面上的O点射入，由折射定律得，
设光线射到AE面上的D点，由几何关系得OD∥BE，由几何知识可知光线在AE面上的入射角为θ＝45°.
因为θ＝45°，故光线在AE面上发生全反射，由几何知识可知，光线将垂直BE面射出，其光路图如图所示.
[针对训练3]如图所示为单反照相机取景器的示意图，五边形ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC.光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生反射，且两次反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出．若两次反射都为全反射，则该五棱镜折射率的最小值是