光的全反射.ppt

光的全反射光的全反射为什么露珠这么亮？为什么露珠这么亮？奇特的光现象－－海市蜃楼中央电视台记者中央电视台记者2001年年9月月12日在奔赴中国西部长日在奔赴中国西部长江源头采访途中拍下了难得一见的江源头采访途中拍下了难得一见的“海市蜃楼海市蜃楼”光疏介质和光密介质 两两介介质质相相比比较较，，折折射射率率小小的的为为光光疏疏介介质质，，折射率大的为光密介质折射率大的为光密介质1））光光从从光光疏疏介介质质射射到到光光密密介介质质时时，，折折射射角小于入射角，并小于角小于入射角，并小于90°；；（（2））光光从从光光密密介介质质射射到到光光疏疏介介质质时时，，折折射射角大于入射角，折射角可等于角大于入射角，折射角可等于90°一、全反射一、全反射 光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，随着入射角增大折射光线越来越偏离法线，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，折射角达到90°，折射光线完全消失，只剩下反射光线．这种现象叫做全反射．全反射全反射N真空真空介质介质NCN真空真空介质介质 临界角临界角C: 出现全反射的出现全反射的最小入射角最小入射角大于大于大于大于C C二、发生全反射的条件二、发生全反射的条件 (2)(2)临界角计算：临界角计算：光从折射率光从折射率为为n n的某种介质射到空气的某种介质射到空气( (或或真空真空) )时的临界角时的临界角C C就是折射就是折射角等于角等于90°90°时的入射角，根时的入射角，根据折射定律可得：据折射定律可得： (1)(1)全反射产生的条件全反射产生的条件全反射产生的条件全反射产生的条件: :①①光线由光密介质射向光疏介质光线由光密介质射向光疏介质②②入射角大于临界角即入射角大于临界角即: i ≥ C现象现象1.水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮原因是：光从水或玻璃射向气泡时，一部分光原因是：光从水或玻璃射向气泡时，一部分光在分界面上发生了全反射在分界面上发生了全反射联系实际联系实际——现象解释现象解释现象现象2.2.海市蜃楼海市蜃楼中新网中新网2004年年3月月16日电日电 ，北京时间，北京时间10时时30分，在分，在北海道海域某海峡上空，北海道海域某海峡上空，观测到了观测到了船悬于半空的海船悬于半空的海市蜃楼奇观市蜃楼奇观。

联系实际联系实际——现象解释现象解释大气中的光现象大气中的光现象————海市蜃楼（海面）海市蜃楼（海面）解释：海面上下层空气温度低，密度大，折射率大，上层空气解释：海面上下层空气温度低，密度大，折射率大，上层空气温度高，密度小，折射率小，远方物体发出的光线向空中入射温度高，密度小，折射率小，远方物体发出的光线向空中入射时不断折射弯曲，到某高度时发生全反射，再射会地面，观察时不断折射弯曲，到某高度时发生全反射，再射会地面，观察者感觉这光线来自空中者感觉这光线来自空中正立虚象大气中的光现象大气中的光现象————海市蜃楼（沙漠或马路）海市蜃楼（沙漠或马路）解释：贴近地面空气温度高，密度小，折射率小，上层空气温解释：贴近地面空气温度高，密度小，折射率小，上层空气温度低，密度大度低，密度大 ，折射率大，折射率大 远方物体发出的有些光线向地面远方物体发出的有些光线向地面入射时不断折射弯曲，到地面附近时发生全反射，再折向上射入射时不断折射弯曲，到地面附近时发生全反射，再折向上射向远处空中，观察者感觉这光线来自地下向远处空中，观察者感觉这光线来自地下倒立虚象你能想象一下，从水里看到的水面上景物是什么样的吗？你能想象一下，从水里看到的水面上景物是什么样的吗？所有水面上的景物在什么范围内？所有水面上的景物在什么范围内？空气空气水水SC学以致用学以致用——例题分析例题分析学以致用学以致用——例题分析例题分析例例1、在水中的鱼看来，水面上和岸上的所有景、在水中的鱼看来，水面上和岸上的所有景物，都出现在顶角约为物，都出现在顶角约为97.6°的倒立圆锥里，为的倒立圆锥里，为什么？什么？鱼眼里的世界鱼眼里的世界在倒立圆锥里在倒立圆锥里例例2、如图所示，介质、如图所示，介质ⅡⅡ为空气，介质为空气，介质ⅠⅠ的折射率的折射率为为        ，下列说法中正确的是，下列说法中正确的是   A．光线．光线a、、b都不能发生全反射都不能发生全反射B．光线．光线a、、b都能发生全反射都能发生全反射C．光线．光线a发生全反射，光线发生全反射，光线b不发生全反射不发生全反射D．光线．光线a不发生全反射，光线不发生全反射，光线b发生全反射发生全反射C学以致用学以致用——例题分析例题分析例例3 3、、如图如图2 2所示，一束光线从空气射入某介质，入射所示，一束光线从空气射入某介质，入射光线与反射光线夹角为光线与反射光线夹角为90°90°，折射光线与入射光线，折射光线与入射光线延长线间夹角为延长线间夹角为15°15°，求：，求：(1)(1)该介质的折射率；该介质的折射率；(2)(2)光在该介质中传播的速度；光在该介质中传播的速度；(3)(3)当光从介质射入空气时的临界角．当光从介质射入空气时的临界角．学以致用学以致用——例题分析例题分析2 2 2 2、全反射棱镜：、全反射棱镜：、全反射棱镜：、全反射棱镜：（截面为等腰直角三角形的棱镜）（截面为等腰直角三角形的棱镜）（截面为等腰直角三角形的棱镜）（截面为等腰直角三角形的棱镜）454545454545A A、原理：利用全反射原理、原理：利用全反射原理B B、作用：改变光路、作用：改变光路C C、优越性：反光率高、优越性：反光率高, ,接近达到接近达到100%100%，成，成像失真小像失真小. .D D、应用：精密昂贵的光学仪器中，比方说、应用：精密昂贵的光学仪器中，比方说显微镜，单反相机，潜望镜，望远镜显微镜，单反相机，潜望镜，望远镜…………3 3 3 3、珠宝的鉴赏（、珠宝的鉴赏（、珠宝的鉴赏（、珠宝的鉴赏（ 玻璃：玻璃：玻璃：玻璃：323232320 0 0 0-42-42-42-420 0 0 0 金刚石：金刚石：金刚石：金刚石：24.424.424.424.40 0 0 0））））4 4、光导纤维：、光导纤维：A A A A、原理：利用全反射原理（思考、原理：利用全反射原理（思考、原理：利用全反射原理（思考、原理：利用全反射原理（思考光纤内外层折射率的差别）光纤内外层折射率的差别）光纤内外层折射率的差别）光纤内外层折射率的差别）B B B B、作用：传输光、图象或者其他、作用：传输光、图象或者其他、作用：传输光、图象或者其他、作用：传输光、图象或者其他信息信息信息信息C C C C、优越性：、优越性：、优越性：、优越性：光纤通信的主要优点光纤通信的主要优点光纤通信的主要优点光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强．是容量大、衰减小、抗干扰性强．是容量大、衰减小、抗干扰性强．是容量大、衰减小、抗干扰性强．D D D D、应用：光纤通信，医学及工业内、应用：光纤通信，医学及工业内、应用：光纤通信，医学及工业内、应用：光纤通信，医学及工业内窥镜，饰品等窥镜，饰品等窥镜，饰品等窥镜，饰品等…………………… 光导纤维在医学上的应用光导纤维在医学上的应用光导纤维在医学上的应用光导纤维在医学上的应用 : : : :内窥镜内窥镜内窥镜内窥镜•水的折射率为水的折射率为n n，距水面深度为，距水面深度为h h处有一点光处有一点光源，岸上的人看见水面被点光源照亮的圆形源，岸上的人看见水面被点光源照亮的圆形区域的直径多大？区域的直径多大？ hSCR设临界角为设临界角为C C，有，有             ，即，即                ，，故圆形区域的直径为故圆形区域的直径为                                       学以致用学以致用——针对训练针对训练重要提示重要提示 在运用光的折射定律作光路在运用光的折射定律作光路图解决实际问题时图解决实际问题时, ,首先要确定首先要确定临界角临界角, ,看是否会发生全发射看是否会发生全发射, ,在在确定未发生全反射的情况下确定未发生全反射的情况下, ,再再根据折射定律确定入射角或折射根据折射定律确定入射角或折射角角. .应用应用1--光导纤维光导纤维—光纤通讯光纤通讯•一种利用光的全反射原理制成的能传导光的玻璃丝，由一种利用光的全反射原理制成的能传导光的玻璃丝，由内芯和外套组成，直径只有几微米到内芯和外套组成，直径只有几微米到100100微米左右，内微米左右，内芯的折射率大于外套的折射率。

芯的折射率大于外套的折射率•当光线射到光导纤维的端面上时，光线就折射进入光导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，经内芯与外套的界面发生多次全反射后，从光纤维内，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，而不从外套散逸导纤维的另一端面射出，而不从外套散逸, ,故光能损耗故光能损耗极小科学应用科学应用——光导纤维光导纤维应用应用2--光导纤维光导纤维—内窥镜内窥镜。