高中物理 第四章 光的折射 第3節(jié) 光的全反射 教科版選修3-4

4.3 光的全反射光的全反射問題問題全反射現(xiàn)象全反射現(xiàn)象 活動(dòng)一問題問題1什么是什么是光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)？ 1) 1) 光疏介質(zhì)光疏介質(zhì): :兩種媒質(zhì)中折射率較小的介質(zhì)叫做光疏介質(zhì)兩種媒質(zhì)中折射率較小的介質(zhì)叫做光疏介質(zhì). . 2) 2) 光密介質(zhì)光密介質(zhì): :兩種媒質(zhì)中折射率較大的介質(zhì)叫做光密介質(zhì)兩種媒質(zhì)中折射率較大的介質(zhì)叫做光密介質(zhì). . 思考思考: :n n水水1.33 n1.33 n玻璃玻璃1.5-1.9 n1.5-1.9 n金剛石金剛石2.42 2.42 比較水和玻璃比較水和玻璃, ,判斷誰是光密介質(zhì)判斷誰是光密介質(zhì)? ?比較玻璃和金剛石比較玻璃和金剛石, ,誰是光密介質(zhì)誰是光密介質(zhì)? ?光疏介質(zhì)與光光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)的界定是以折射率為依據(jù)的密介質(zhì)的界定是以折射率為依據(jù)的, ,與介質(zhì)的其它屬性與介質(zhì)的其它屬性( (如如密度等密度等) )無關(guān)無關(guān) 。光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)是相對的。光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)是相對的。 介質(zhì)介質(zhì)空氣空氣水水金剛石金剛石折射率折射率1.000281.000281.331.332.422.42 既然光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，折射角既然光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角，由此可以預(yù)料，當(dāng)入射角增大到大于入射角，由此可以預(yù)料，當(dāng)入射角增大到一定程度時(shí)，折射角就會(huì)增大到一定程度時(shí)，折射角就會(huì)增大到909012介質(zhì)介質(zhì)NNAOB空氣空氣12介質(zhì)介質(zhì)NNAOB空氣空氣折射角折射角 2 2 為為9090時(shí)，會(huì)發(fā)生什么情況？時(shí)，會(huì)發(fā)生什么情況？問題問題2什么是全反射現(xiàn)象？什么是全反射現(xiàn)象？ 1sinCn1sinCn12sinsin901sinsinsinnCC全反射條件全反射條件 活動(dòng)二問題問題1全反射條件是什么全反射條件是什么？ 1sinCn 在水中的魚看來，水面上和在水中的魚看來，水面上和岸上的所有景物，都出現(xiàn)在岸上的所有景物，都出現(xiàn)在頂角約為頂角約為97.697.6的倒立圓錐里，的倒立圓錐里，為什么？為什么？C 最大視角最大視角2問題問題2海邊、沙漠蜃景的成因海邊、沙漠蜃景的成因問題問題3自然界中存在哪些全反射現(xiàn)象？自然界中存在哪些全反射現(xiàn)象？ 全反射的應(yīng)用全反射的應(yīng)用 活動(dòng)三問題問題1全反射現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中有哪些全反射現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中有哪些應(yīng)用呢？應(yīng)用呢？ 內(nèi)層折射率大于外層折射率內(nèi)層折射率大于外層折射率光導(dǎo)纖維的工作條件光導(dǎo)纖維的工作條件透明玻璃棒的折射率透明玻璃棒的折射率n，從一端以入射角，從一端以入射角i入射，光在棒內(nèi)側(cè)恰入射，光在棒內(nèi)側(cè)恰好發(fā)生全反射。好發(fā)生全反射。由圖可知：由圖可知：iCr由折射定律：由折射定律：只要只要iarcsin ,光將全部從右側(cè)射出。光將全部從右側(cè)射出。C C2 2r rc cs si in n1 1n nn nc co os sc cs si in ni ic co os sc cs si in ni is si in nr rs si in ni in n2 21 1n nsinisini, ,n n1 1sincsinc2 21 1n n2 2若上述直纖維棒長若上述直纖維棒長L，從另一端射出所需最長時(shí)間多少？，從另一端射出所需最長時(shí)間多少？ADCB分析：所需時(shí)間最長，則路程最分析：所需時(shí)間最長，則路程最長，即入射光線長，即入射光線AB最長。最長。入射角為臨界角入射角為臨界角C即發(fā)生全反射，即發(fā)生全反射，光才能全部從另一端射出。光才能全部從另一端射出。（多次全反射和一次全反射計(jì)算（多次全反射和一次全反射計(jì)算結(jié)果同結(jié)果同,只不過分成若干段只不過分成若干段)解：設(shè)一次全反射時(shí)路程解：設(shè)一次全反射時(shí)路程S=2AB=20.5L/SinC=nL.光在纖維中的速度光在纖維中的速度v=c/n最長時(shí)間最長時(shí)間t=S/V=n2L/C454545454545小結(jié)問題問題1什么是什么是光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)？ 問題問題2什么是全反射現(xiàn)象？什么是全反射現(xiàn)象？ 問題問題3全反射條件是什么全反射條件是什么？ 問題問題4全反射有哪些應(yīng)用全反射有哪些應(yīng)用？