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(共26张PPT)
第四章 光
第2节 全反射
学习目标
1、知道光密介质和光疏介质的概念，认识光的全反射现象
2、知道全反射棱镜及其应用
3、初步了解光导纤维的工作原理及光纤技术最社会经济生活的重大影响
课堂引入
水中的气泡和叶子上的
露珠看起来特别明亮
光纤是如何传输光信号的
如何切割钻石
光密介质与光疏介质
1.光疏介质：折射率较小的介质
2.光密介质：折射率较大的介质
光疏介质与光密介质是相对的
思考：光从光疏介质射向光密介质，或从光密介质射向光疏介质时，试分析
1、在两种介质中的角度大小关系
2、在两种介质中的速度大小关系
O
空气
水
光疏介质
光密介质
O
光疏介质
光密介质
空气
水
思考：光从光密介质射向光疏介质时，
1、若入射角增大，折射角和入射角哪个先增大到90°？
2、如果一直增大入射角会出现什么现象？
3、如果是从光疏介质射向光密介质又会如何？
O
光疏介质
光密介质
空气
水
现象：当光从光密介质射向光疏介质时，
随着入射角的逐渐增大的过程中，折射角逐渐增大 ；
折射光线亮度逐渐减弱；反射角逐渐增大；反射光线亮度逐渐增强；当入射角增大到某一角度时，折射光线消失，所有光线全部反射。
全反射：光由光密介质射入光疏介质时，随着入射角的增大，当折射角增大到90°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。
全反射
临界角：当光从光密介质射入光疏介质时，折射角等于900角时的入射角叫做临界角。用C表示。
玻璃
空气
5
C
临界角C的大小由折射率可得：
临界角的正弦值：
全反射
1.00028
空气
1.54
水晶
1.33
水
1.5~1.9
玻璃
1.36
酒精
1.63
二硫化碳
1.55
岩盐
2.42
金刚石
几种介质的折射率
几种介质对空气的临界角
48.6°
水
30°~42°
玻璃
47.3°
酒精
38.1°
二硫化碳
42.9°
甘油
24.4°
金刚石
临界角
物质（液体）
临界角
物质（固体）
发生全反射的条件
（1）光从光密介质射入光疏介质；
（2）入射角等于或大于临界角；
玻璃
空气
全反射
5
C
例 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？
变式1．如图所示，将一个半圆形玻璃砖置于空气中，当一束单色光入射到玻璃砖的圆心O时，下列情况不可能发生的是（　　）
D
D
变式2.某介质的折射率为 ，一束光从介质射向空气，入射角为60°图中哪个光路图是正确的？
D
学以致用
水中和玻璃中的气泡，看起来特别明亮，是因为光从水或玻璃射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射。
全反射棱镜
结构：横截面为等腰直角三角形。
垂直AB面入射时：
在AC面全反射，垂直BC面出射
垂直AC面入射时：
在AB、 BC面全反射，垂直AC面出射
变化180 °
C
B
A
变化90 °
A
B
C
全反射棱镜
作用：改变光的方向，可使光的传播方向改变90°或180°
当光垂直于它的任意一个界面射入后，都会在其内部发生全反射
特点：
①当光垂直于它的任意一个界面射入后，都会在其内部发生全反射，
与平面镜相比，它的反射率很高。
②反射面不必涂敷任何反光物质,图像失真率小
全反射棱镜的应用
光学仪器
望远镜
显微镜
相机镜头
全反射棱镜的应用
生活事例
光线弯曲了吗
原理：
光线从水射向空气时，发生了全反射现象
光导纤维
光导纤维导光的原理：
当光在有机玻璃棒内传播时，如果从有机玻璃射向空气的入射角大于临界角，光会发生全反射，于是光在有机玻璃棒内沿着锯齿形路线传播。
要求
n内 > n外
1966 年，33 岁的华裔科学家高锟提出：光通过直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来传输大量信息。高锟因此获得 2009 年诺贝尔物理学奖。根据这一理论制造的光导纤维（optical fiber）已经普遍应用到通信领域。这其中就用到了全反射原理。
高锟（1933-2018）
光纤之父：
课堂小结
光疏光密
全反射
应用
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。
全反射发生的条件:① 光从光密介质进入光疏介质;
②入射角等于或大于临界角.
全反射棱镜、光导纤维
全反射：当光从光密介质射入光疏介质时，入射角逐渐增大到某一角度，光线全部被反射回原光密介质的现象。

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