《物理 第四章 光的折射 第3講 光的全反射 教科版選修34》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理 第四章 光的折射 第3講 光的全反射 教科版選修34（16頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第第3講光的全反射講光的全反射目標(biāo)定位目標(biāo)定位1.知道光疏介質(zhì)、光密介質(zhì)、全反射、臨界角的知道光疏介質(zhì)、光密介質(zhì)、全反射、臨界角的概念概念.2.理解全反射的條件，能計(jì)算有關(guān)問題和解釋相關(guān)現(xiàn)象理解全反射的條件，能計(jì)算有關(guān)問題和解釋相關(guān)現(xiàn)象.3.了解光導(dǎo)纖維的工作原理和光導(dǎo)纖維在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用了解光導(dǎo)纖維的工作原理和光導(dǎo)纖維在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用一、全反射現(xiàn)象一、全反射現(xiàn)象1光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)(1)對于兩種介質(zhì)來說，光在其中傳播的速度較小的介質(zhì)，對于兩種介質(zhì)來說，光在其中傳播的速度較小的介質(zhì)，即折射率即折射率_的介質(zhì)叫的介質(zhì)叫_介質(zhì)；光在其中傳播的速介質(zhì)；光在其中傳播的速度較大

2、的介質(zhì)，即折射率較小的介質(zhì)叫度較大的介質(zhì)，即折射率較小的介質(zhì)叫_介質(zhì)介質(zhì)(2)光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是相對的光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是相對的2全反射：全反射：光從光從_介質(zhì)射到介質(zhì)射到_介質(zhì)的界面時(shí)，全部介質(zhì)的界面時(shí)，全部被反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象被反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象較大較大 光密光密 光疏光疏 光密光密 光疏光疏 二、全反射條件二、全反射條件1全反射的條件全反射的條件(1)光需從光需從_介質(zhì)射至介質(zhì)射至_介質(zhì)的界面上介質(zhì)的界面上(2)入射角必須等于或入射角必須等于或_臨界角臨界角2臨界角臨界角(1)定義：光從某種介質(zhì)射向真空或空氣時(shí)使折射角變?yōu)槎x：光從某種介質(zhì)射向真空或空氣時(shí)使折射角變?yōu)?0時(shí)的時(shí)的_，稱

3、作這種介質(zhì)的臨界角，稱作這種介質(zhì)的臨界角(2)臨界角臨界角C與折射率與折射率n的關(guān)系：的關(guān)系：sin C_.光密光密 光疏光疏 大于大于 入射角入射角 想一想想一想當(dāng)光從水中射入玻璃的交界面時(shí)，只要入射角足夠大當(dāng)光從水中射入玻璃的交界面時(shí)，只要入射角足夠大就會(huì)發(fā)生全反射，這種說法正確嗎？為什么？就會(huì)發(fā)生全反射，這種說法正確嗎？為什么？答案答案不正確要發(fā)生全反射必須光從光密介質(zhì)射入光疏介不正確要發(fā)生全反射必須光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)而水相對玻璃是光疏介質(zhì)，所以不管入射角多大都不可能質(zhì)而水相對玻璃是光疏介質(zhì)，所以不管入射角多大都不可能發(fā)生全反射發(fā)生全反射三、全反射的應(yīng)用三、全反射的應(yīng)用光導(dǎo)纖維光導(dǎo)

4、纖維1光纖的工作原理：光纖的工作原理：由于有機(jī)玻璃的折射率由于有機(jī)玻璃的折射率_空氣的折空氣的折射率，當(dāng)光從有機(jī)玻璃棒的一端射入時(shí)，可以沿著有機(jī)玻射率，當(dāng)光從有機(jī)玻璃棒的一端射入時(shí)，可以沿著有機(jī)玻璃棒的表面發(fā)生多次璃棒的表面發(fā)生多次_，從另一端射出，從另一端射出2光導(dǎo)纖維的構(gòu)造：光導(dǎo)纖維的構(gòu)造：由兩種折射率不同的玻璃制成，分內(nèi)、由兩種折射率不同的玻璃制成，分內(nèi)、外兩層，內(nèi)層玻璃的折射率比外層玻璃的折射率外兩層，內(nèi)層玻璃的折射率比外層玻璃的折射率_當(dāng)當(dāng)光從一端進(jìn)入光纖時(shí)，將會(huì)在兩層玻璃的界面上發(fā)生光從一端進(jìn)入光纖時(shí)，將會(huì)在兩層玻璃的界面上發(fā)生_3光纖通訊的優(yōu)點(diǎn)是容量光纖通訊的優(yōu)點(diǎn)是容量_，衰減，

5、衰減_，抗干擾能力，抗干擾能力強(qiáng)、傳播速率高強(qiáng)、傳播速率高.大于大于 全反射全反射大大全反射全反射 大大小小1對光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)的理解對光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)的理解(1)光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是相對而言的，并沒有絕對的意光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是相對而言的，并沒有絕對的意義義(2)光在光密介質(zhì)中的傳播速度比在光疏介質(zhì)中傳播速度光在光密介質(zhì)中的傳播速度比在光疏介質(zhì)中傳播速度小小(3)光若從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角；光若從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角；反之，光由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角反之，光由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角(4)光疏和光密是從介質(zhì)的光學(xué)特

6、性來說的，并不是它的密光疏和光密是從介質(zhì)的光學(xué)特性來說的，并不是它的密度大小度大小一、對全反射的理解一、對全反射的理解【例【例1】關(guān)于全反射，下列敘述中正確的是關(guān)于全反射，下列敘述中正確的是()A發(fā)生全反射時(shí)仍有折射光線，只是折射光線非常弱發(fā)生全反射時(shí)仍有折射光線，只是折射光線非常弱B光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，一定會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，一定會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象象C光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，可能不發(fā)生全反射現(xiàn)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，可能不發(fā)生全反射現(xiàn)象象D光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)，可能發(fā)生全反射現(xiàn)象光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)，可能發(fā)生全反射現(xiàn)象解析解析發(fā)生全反射時(shí)折射光

7、線的能量為零，折射光線消發(fā)生全反射時(shí)折射光線的能量為零，折射光線消失，所以選項(xiàng)失，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；發(fā)生全反射的條件是光從光密介質(zhì)錯(cuò)誤；發(fā)生全反射的條件是光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角大于或等于臨界角，二者缺一不射向光疏介質(zhì)，且入射角大于或等于臨界角，二者缺一不可，所以選項(xiàng)可，所以選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確正確答案答案C針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分別為已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分別為1.33、1.55、1.60和和1.63，如果光按下面幾種方式傳播，可，如果光按下面幾種方式傳播，可能發(fā)生全反射的是能發(fā)生全反射的是()A從水晶射入玻璃從水晶射入玻璃

8、 B從水射入二硫化碳從水射入二硫化碳C從玻璃射入水中從玻璃射入水中 D從水射入水晶從水射入水晶解析解析根據(jù)發(fā)生全反射的條件，必須滿足從光密介質(zhì)射向根據(jù)發(fā)生全反射的條件，必須滿足從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，故選項(xiàng)光疏介質(zhì)，故選項(xiàng)C正確正確答案答案C1原理：內(nèi)芯的折射率比外套大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯和外套的原理：內(nèi)芯的折射率比外套大，光傳播時(shí)在內(nèi)芯和外套的界面上發(fā)生全反射界面上發(fā)生全反射2優(yōu)點(diǎn)：容量大、衰減小、抗干擾能力強(qiáng)、傳播速率高等優(yōu)點(diǎn)：容量大、衰減小、抗干擾能力強(qiáng)、傳播速率高等3應(yīng)用：光纖通信；醫(yī)學(xué)上的內(nèi)窺鏡應(yīng)用：光纖通信；醫(yī)學(xué)上的內(nèi)窺鏡二、光導(dǎo)纖維二、光導(dǎo)纖維【例【例2】光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)如圖光導(dǎo)纖維的

9、結(jié)構(gòu)如圖1所示，其內(nèi)芯和外套材料不所示，其內(nèi)芯和外套材料不同，光在內(nèi)芯中傳播，以下關(guān)于光導(dǎo)纖維的說法正確的是同，光在內(nèi)芯中傳播，以下關(guān)于光導(dǎo)纖維的說法正確的是()A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)芯與外套的界面發(fā)生全反射界面發(fā)生全反射B內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射界面發(fā)生全反射C內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面內(nèi)芯的折射率比外套的小，光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生折射發(fā)生折射D內(nèi)芯的折射率與外套的相同，外套的材料有韌性，可以起內(nèi)芯的折射率與外套的相同

10、，外套的材料有韌性，可以起保護(hù)作用保護(hù)作用解析解析光導(dǎo)纖維的內(nèi)芯折射率大于外套的折射率，光在由內(nèi)芯光導(dǎo)纖維的內(nèi)芯折射率大于外套的折射率，光在由內(nèi)芯射向外套時(shí)，在其界面處發(fā)生全反射，從而使光在內(nèi)芯中傳射向外套時(shí)，在其界面處發(fā)生全反射，從而使光在內(nèi)芯中傳播，播，A對對答案答案A三、全反射的定量計(jì)算三、全反射的定量計(jì)算【例【例3】如圖如圖2所示為一圓柱中空玻璃管，管內(nèi)徑為所示為一圓柱中空玻璃管，管內(nèi)徑為R1，外徑，外徑為為R2，R22R1.一束光線在圓柱橫截面內(nèi)射向玻璃管，為一束光線在圓柱橫截面內(nèi)射向玻璃管，為保證在內(nèi)壁處光不會(huì)進(jìn)入中空部分，問入射角保證在內(nèi)壁處光不會(huì)進(jìn)入中空部分，問入射角i應(yīng)滿足什么應(yīng)滿足什么條件？條件？