高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册全反射精品教学ppt课件

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高中物理选择性必修第一册
水中的气泡和叶子上的露珠看起来特别明亮，这又是为什么呢？
1.光疏介质：折射率较小的介质（光在光疏介质中传播速度相对较大）。2.光密介质：折射率较大的介质（光在光密介质中传播速度相对较小）。
光疏介质和光密介质的理解
5.折射角与入射角：光由光疏介质射入光密介质，折射角小于入射角。光由光密介质射入光疏介质，折射角大于入射角。
思考：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？
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；
由于不同介质的折射率不同，在光从介质射入空气（真空）时，发生全反射的临界角是不一样的。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 ？
计算时可以先考虑图示的情形——光以接近 90°的入射角从空气射入介质，求出这时的折射角。根据光路可逆的道理，也就知道光从介质射入空气时发生全反射的临界角了。
在潜水员看来，岸上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里，为什么？这个圆锥的顶角是多大？
全反射棱镜：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。
当光线由AB面垂直入射时：
横截面是等腰直角三角形的棱镜
当光线由AC面垂直入射时：
在AC面发生全反射，垂直由BC面出射．
在AB、 BC面发生两次全反射，垂直由AC面出射．
双筒望远镜中的全反射棱镜
如图,激光笔发出的光射入一根弯曲的有机玻璃棒的一端，观察光传播的路径有什么特点。
观察光在弯曲的有机玻璃棒中的传播路径
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。
光导纤维应用1——内窥镜
如果把光导纤维聚集成束，使纤维在两端排列的相对位置一样，图像就可以从一端传到另一端（图 1）。 医学上用这种光纤制成内窥镜（图 2）用来检查人体胃、肠、气管等脏器的内部。 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。
光纤通信的主要优点：容量大、衰减小、抗干扰性强。
光导纤维应用2——光纤通信
光也可以像无线电波那样，作为载体来传递信息。载有声音、图像以及各种数字信号的激光从光纤的一端输入，就可以传到千里以外的另一端，实现光纤通信。
将塑料瓶下侧开一个小孔，瓶中灌入清水，水就从小孔流出。用激光水平射向塑料瓶小孔（图激光可由激光笔产生），观察光的传播路径。
思考1：水中的鱼看水面和岸上的景物，是一种什么体验呢？
水的折射率为1.33 所以C=48.80
则有圆锥顶角θ=2C=97.60
结论：水中的一切生物看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。
结论：光从水中射向空气时，一部分光在分界面上发生了全反射。
思考2：草叶上露珠特别明亮，为什么？
思考3：海市蜃景和沙漠蜃景有区别吗？
夏天，在气压恒定的海面上，空气密度随高度增加而减小，对光的折射率也随之减小，从而形成一具有折射率梯度的空气层.当光线通过此空气层时，将发生偏折.
1.上现蜃景——海市蜃楼
2.下现蜃景——沙漠蜃景
在沙漠里，白天沙石被太阳晒得灼热，接近沙层的气温升高极快。由于空气不善于传热，所以在无风的时候，空气上下层间的热量交换极小，遂使下热上冷的气温垂直差异非常显著，并导致下层空气密度反而比上层小的反常现象.
折射率较小的介质称为光疏介质；折射率较大的介质称为光密介质。
全反射发生的条件:① 光从光密介质进入光疏介质;②入射角等于或大于临界角.