高中物理 + 牛国浩 +《全反射》 课件.pptx

第四章,光,第2节,全反射,新教材人教版 物理（选择性必修第一册）,林州市实验中学 牛国浩,小魔术,1,、,将硬币放到玻璃杯底下，然后向杯倒水，,观察现象：,2,、,把准备好的装有卡片或者硬币的密封袋垂直插入水中,观察现象：,1.,知道什么是光疏介质和光密介质，理解它们具有相对性,.,2.,理解全反射现象，掌握临界角的概念和全反射的条件,.,3.,了解全反射棱镜和光导纤维,.,学科素养与目标要求,物理观念：,科学思维：,利用全反射条件，应用临界角公式解答相关问题,.,科学探究：,用实验观察、猜想、验证、归纳的方法得出全反射的条件、临界角概念,.,科学态度与责任：,解释生活中的全反射现象,重点,不同介质的折射率不同，我们把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,光疏介质和光密介质是相对的,光疏介质与光密介质,一，探究全反射现象,思考？,有同学说密度大的就一定是光密介质，这种说法正确吗？,光疏和光密是相对的，是从介质的光学特性来说的N,N,O,玻璃,请完成下面的光路图,空气,1,2,N,N,A,O,B,介质2,介质1,一，探究全反射现象,光疏介质与光密介质,介质1相对介质2是,介质,45,小组实验探究,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,一，探究全反射现象,玻璃,空气,随着入射角增大，折射光线越来越弱，而反射光线就越来越强,随着入射角增大，折射角也越来越大，当入射角增大到某一角度时，折射光线完全消失，只剩下反射光线,全反射：,光由光密介质射入光疏介质时，随着入射角增大，折射光线越来越弱，而反射光线就越来越强，当入射角增大到某一角度时，折射光线完全消失，只剩下反射光线这种现象叫做全反射,临界角：,刚好能发生全反射的入射角既折射角为90的入射角叫全反射的临界角用符号 C 表示一，探究全反射现象,发生全反射的条件,入射角等于或大于临界角,光线从光密介质到光疏介质,介质在空气中发生全反射的,临界角计算,C,介质,空气,界面,根据折射率 可得,一，探究全反射现象,水,玻璃,金刚石,折射率,1.33,1.5-1.9,2.42,临界角,48.8,0,32,0,-42,0,24.4,0,为什么水中的气泡，看起来特别明亮？,C,光疏介质,光密介质,二.生活中的全反射现象,思考？,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？,思考？,C,C=48.8,0,圆锥顶角,=2C=97.6,0,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？,思考？,水的折射率为,1.33,海市蜃楼沙漠幻境,二.生活中的全反射现象,海市蜃楼沙漠幻境,全反射现象,水的比热容大，天气炎热时，,离海面越近，空气温度越低，密度越大，折射率越大,沙子的比热容小，天气炎热时，离沙漠越近，空气温度越高，密度越小 折射率越小,海边,沙漠,海市蜃楼,解密,水的比热容大,天气炎热时,离海面越近：空气温度越低，密度越大,折射率越大,沙漠幻境,沙子的比热容小,天气炎热时,离沙漠越近：空气温度越高，密度越小 折射率越小,解密,1、光线垂直,AB,面入射,2、光线垂直,AC,面入射,变化90,变化180,全反射棱镜,A,B,C,C,B,A,三、全反射的应用,小组实验探究,特点：,与平面镜相比，它的反射率高，几乎可达,100%.,全反射棱镜的应用,车尾灯,潜望镜,缩短镜筒的长度,光导纤维,一种利用光的全反射原理制成的能传导光的玻璃丝（塑料丝），由内芯和外套组成，直径只有几微米到100微米左右，内芯的折射率大于外套的折射率。

三、全反射的应用,光导纤维,当光线射到光导纤维的端面上时，光线就折射进入光导纤维内，因其内芯折射率大于外套折射率，经内芯与外套的界面发生多次全反射后，从光导纤维的另一端面射出，而不从外套散逸,故光能损耗极小原理,光导纤维应用,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4.2-8）医,学上用这种光纤制成内窥镜,（图4.2-9），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,如果把光导纤维聚集成束，在两端排列的相对位置一样，图像就可以从一端传递到另一端医学上用这种光纤制成内窥镜来检查人体胃肠器官等，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,内窥镜,光纤通讯,光导纤维应用,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，光纤通信有传输容量大，衰减小，抗干扰性以及保密性强等多方面的优点,1966年由华裔科学家高锟首次提出43年以后，高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖,创意小制作：,微型,光纤通讯设备,演示实验,尽光纤信的发展历短，但是发展速度惊人。

我国的光纤通信起步较早，现已成为技术先进的几个国家,之一，目前已经建立了纵横城市之间的光缆通信网络，而,且与邻国建立了海底光缆随着技术的发展，光纤宽带也,越来越普及，已有许多企业、家庭实现了光纤入户光缆,线路已经与通卫星、微波中继站、普通电缆相结合，构,成了现代国家的“神经系统”水流导光,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,4.2-10,，激光可,由激光笔产生），观察光的传播路径做一做,图4.2-10水流导光,图4.2-11图4.2-12,A,B,C,D,璃 丝）的 示 意 图，玻 璃 丝 长 为,l,，折 射 率 为,n,（,2n,），,AB,代表端面为使光能从玻璃丝,的,AB,端面传播到另一端面，求光在端面,AB,上,的入射角应满足的条件1.,光由折射率为,1.5,的玻璃和,2.42,的金刚石,进入空气时的临界角各是多大？,2.,光从折射率为,2,的介质中以,40,的入射,角射到介质与空气的界面上时，能发生全反,射吗？,3.,图,4.2-11,是一个用折射率,n,2.4,的透,明介质做成的四棱柱的横截面图，其中,A,C,90,，,B,60,。

现有一束光从图示的,位置垂直入射到棱镜的,AB,面上，画出光路图，,确定射出光线注意：每个面的反射光线和折,射光线都不能忽略4.,图,4.2-12,为 光 导 纤 维（可 简 化 为 长 玻,练习与应用,A,B,我国的光纤通信起步较早，现已成为技术先进的几个国家之一，目前已经建立了纵横城市之间的光缆通信网络，而且与邻国建立了海底光缆光纤发展现状,走近”中国光纤之父“，科技报国，为国增光,四、走进生活：自制水流模拟光纤实验,林州市石板岩网红桥,小魔术揭秘,课前小魔术揭秘：消失的硬币,消失的图案,1.光疏介质与光密介质,2.全反射现象,临界角：,4.全反射原理的应用实例,全反射棱镜,光导纤维,光从光密介质进入光疏介质,入射角大于等于临界角,小结,3.生活中的全反射现象,全反射产生的条件：,课后作业,1.用所学知识解释小魔术“消失的硬币和图案”,2.完成课本,94,页,练习与应用,。