《光的全反射》PPT課件

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1、光 的 全 反 射教 學(xué) 目 標(biāo) ：1、 理 解 光 的 全 反 射 現(xiàn) 象2、 掌 握 臨 界 角 的 概 念 和 發(fā) 生 全 反 射 的 條 件3、 了 解 全 反 射 現(xiàn) 象 的 應(yīng) 用說 明 ：有 關(guān) 臨 界 角 目 前 高 考 中 的 要 求 是 理 解 其概 念 ， 知 道 計(jì) 算 式 ， 而 不 要 求 會(huì) 利 用 臨界 角 的 公 式 進(jìn) 行 有 關(guān) 計(jì) 算 ， 請(qǐng) 同 學(xué) 們 酌情 處 理 問 ： 光 從 一 種 介 質(zhì) 進(jìn) 入 另 一 種 介 質(zhì) 時(shí) 會(huì) 發(fā)生 什 么 現(xiàn) 象 呢 ？ 一 般 ， 光 從 一 種 介 質(zhì) 進(jìn) 入 另 一種 介 質(zhì) 時(shí) 會(huì) 發(fā) 生 折 射 現(xiàn)

2、象 ， 還 有 反射 現(xiàn) 象 。 光 路 圖 如 下 ：H 2O Siir 假 設(shè) 水 中 有 一 個(gè) 可 以 移 動(dòng) 激 光 器 S， 它 發(fā) 出的 光 線 從 水 射 向 空 ， 入 射 角 為 i， 反 射 角 為i， 折 射 角 為 r。 因 為 是 從 光 密 介 質(zhì) 射 向 光疏 介 質(zhì) ， riH 2O Siir 當(dāng) S移 動(dòng) 時(shí) ， 入 射角 i增 大 ， 則 反 射角 和 折 射 角 都 增大當(dāng) 入 射 角 增 大 到 C時(shí) ， 折 射角 剛 好 增 達(dá) 到 90 0。C 下 面 讓 我 們 通 過 演 示 實(shí) 驗(yàn) ， 看 一 看 將 會(huì) 發(fā) 生什 么 現(xiàn) 象 。若 入 射

3、角 繼 續(xù) 增 大 呢 ？實(shí) 驗(yàn) ： 讓 一 束 激 光 從 半 圓 形 玻 璃 磚 的 弧 面沿 半 徑 射 到 AB界 面 的 O 點(diǎn) 。 （ 如 圖 ）旋 轉(zhuǎn) 玻 璃 磚 ， 改 變?nèi)?射 角 i， 我 們 可 以看 到 ： 入 射 角 i增 大 時(shí) ， 折 射角 r也 增 大 ， 折 射 光 線越 來 越 暗 ， 反 射 光 線卻 逐 漸 變 亮 ； 當(dāng) 入 射角 i增 大 到 某 一 角 度 時(shí) ，折 射 角 r達(dá) 到 900 ， 折射 光 線 就 完 全 消 失 了 ，只 剩 下 反 射 光 線 ， 這種 現(xiàn) 象 叫 全 反 射折 射 角 為 900時(shí) 的 入射 角 叫 做 臨 界

4、 角 ， 用C表 示 。 可 見 ： 入 射 角 增 大 的 過 程 中 ，折 射 角 也 增 大 ， 這 是 一 個(gè) 量 變過 程 ； 當(dāng) 入 射 角 達(dá) 到 臨 界 角 和大 于 臨 界 角 時(shí) ， 就 引 起 質(zhì) 變 ，出 現(xiàn) 了 全 反 射 現(xiàn) 象 。所 以 光 在 兩 種 介 質(zhì) 界 面 不 一 定 同 時(shí)存 在 著 反 射 和 折 射 現(xiàn) 象 。 光 導(dǎo) 纖 維 全 反 射 現(xiàn) 象是 自 然 界 里 常 見 的現(xiàn) 象 ， 我 們 常 聽 到的 “ 光 纖 通 信 ” 就是 利 用 了 全 反 射 的原 理 ， 為 了 說 明 光導(dǎo) 纖 維 對(duì) 光 的 傳 導(dǎo)作 用 ， 我 們 做

5、下 面的 實(shí) 驗(yàn) 彎 曲 的 玻 璃 棒 能 傳 光 光 導(dǎo) 纖 維 是 非 常 細(xì) 的特 制 玻 璃 絲 ， 直 徑 只 有 幾微 米 到 幾 百 微 米 之 間 ， 由內(nèi) 芯 與 外 套 兩 層 組 成 內(nèi)芯 的 折 射 率 比 外 套 的 大 ，光 傳 播 時(shí) 在 內(nèi) 芯 與 外 套 的界 面 上 發(fā) 生 全 反 射 把 光 導(dǎo) 纖 維 聚 集 成 束 ，使 其 兩 端 纖 維 排 列 的 相 對(duì)位 置 相 同 ， 圖 像 就 可 以 從一 段 傳 到 另 一 端 了 光 導(dǎo) 纖 維 光 導(dǎo) 纖 維 的 用 途 很 大 ， 醫(yī) 學(xué) 上 將 其 制 成 內(nèi) 窺 鏡 ，用 來 檢 查 人 體

6、 內(nèi) 臟 的 內(nèi) 部 內(nèi) 窺 鏡 的 結(jié) 構(gòu) 光 導(dǎo) 纖 維 在醫(yī) 學(xué) 上 的 應(yīng) 用 光 導(dǎo) 纖 維 的 用 途 很 大 ， 通 過 它 可 以 實(shí) 現(xiàn) 光 纖 通信 光 纖 光 纖 通 信 的 主 要 優(yōu) 點(diǎn) 是 容 量 大 、 衰 減 小 、 抗 干擾 性 強(qiáng) 雖 然 光 纖 通 信 的 發(fā) 展 歷 史 只 有 20多 年 的 ，但 是 發(fā) 展 的 速 度 是 驚 人 的 請(qǐng) 同 學(xué) 們 思 考 下 面 幾 個(gè) 問 題 ：1、 如 果 激 光 束 從 空 氣 直 接 射 到 玻 璃 磚 的直 徑 AB界 面 上 ， 還 會(huì) 不 會(huì) 發(fā) 生 全 反 射 ？2、 要 滿 足 什 么 條 件

7、， 才 可 以 發(fā) 生 全 反 射呢 ？3、 對(duì) 于 某 種 介 質(zhì) ， 它 的 臨 界 角 是 多 大 呢 ？ 思 考 得 怎 么 樣 ？ 我 們 一 起 來 完 成 吧 。發(fā) 生 全 反 射 的 條 件 ：1、 光 必 須 從 光 密 介 質(zhì) 射 向 光 疏 介 質(zhì)2、 入 射 角 必 須 大 于 （ 或 等 于 ） 臨 界 角臨 界 角 ：設(shè) 某 種 介 質(zhì) 的 折 射 率 為 n， 則 有 ：cn sin90sin 0 nc 1sin 【 例 】 如 圖 所 示 ， EF和 MN是 長(zhǎng) 方 形 玻 璃 磚 兩 平 行 側(cè) 面 ， 將 其置 于 空 氣 中 ， 一 束 光 線 射 到 玻

8、 璃 磚 的 EF面 上 若 入 射 角 逐 漸增 大 到 靠 近 界 面 ， 關(guān) 于 能 否 發(fā) 生 全 反 射 的 判 斷 ， 下 列 說 法 中正 確 的 是 ( ) A 在 EF面 上 不 可 能 ， 在 MN面 上 有 可 能 B 在 EF面 上 有 可 能 ， 在 MN面 上 不 可 能 C 在 EF和 MN面 上 都 有 可 能 D 在 EF和 MN面 上 都 不 可 能例 題 解 析 ： 解 ： 根 據(jù) 發(fā) 生 全 反 射 須 滿 足 的 兩 個(gè) 條 件 ， 光 在 EF面 是 空氣 射 入 玻 璃 ， 即 是 從 光 疏 介 質(zhì) 射 入 光 密 介 質(zhì) ， 不 可 能 發(fā)生

9、全 反 射 在 MN面 上 ， 光 是 從 玻 璃 射 向 空 氣 ， 滿 足 第 一個(gè) 條 件 ； 光 從 光 密 介 質(zhì) 射 向 光 疏 介 質(zhì) ； 但 其 入 射 光 線 即是 光 線 通 過 EF界 面 后 的 折 射 光 線 故 其 入 射 角 i 的 大 小是 受 限 制 的 ， 如 圖 乙 所 示 ， 由 于 i90 ， 據(jù) 折 射 定 律sini/sinr=n 有 sinr1/n， 即 rc， 又 據(jù) 平 面 幾 何 知 識(shí)i =r， 即 也 有 i c， 不 滿 足 發(fā) 生 全 反 射 的 第 二 個(gè) 條 件 ，所 以 在 MN界 面 上 也 不 能 發(fā) 生 全 反 射 正 確 的 選 項(xiàng) 為 D 注 意 發(fā) 生 全 反 射 的 兩 個(gè) 條 件 缺 一 不 可 ， 其 中 任 何一 個(gè) 條 件 均 只 是 發(fā) 生 全 反 射 的 必 要 條 件 ， 不 是 充 分 條 件 ，只 有 同 時(shí) 滿 足 這 兩 個(gè) 條 件 才 能 發(fā) 生 全 反 射 你 還 知 道 哪 些 全 反 射 的 現(xiàn) 象 呢 ？