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(共28张PPT)
全反射
课堂引入
大家知道为什么水中的气泡或者玻璃中的气泡看起来特别的明亮吗？
θ1
θ2
空气
N
N'
A
O
B
水
θ1
θ2
水
N
N'
A
O
B
空气
光由折射率小的介质斜 射入折射率大的介质
折射角 <入射角
光由折射率大的介质斜射入折射率小的介质
折射角>入射角
知识回顾
介质 空气 水 酒精 金刚石
折射率 1.00028 1.33 1.36 2.42
光疏介质和光密介质
光疏介质：两种介质中折射率较小的介质叫做光疏介质。
光密介质：两种介质中折射率较大的介质叫做光密介质。
光疏介质与光密介质是相对的！
光疏介质和光密介质
思考:光在光密介质和光疏介质中传播时,怎样比较传播速度？
解答:通过 v = 比较,介质的折射率越大,光在其中传播的速度越小。
光疏介质和光密介质
光进入不同介质时的角度大小关系：
光由光疏介质斜射入光密介质
折射角 <入射角
光由光密介质斜射入光疏介质
折射角>入射角
光疏介质和光密介质
全反射
既然光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，由此可以预料，当入射角增大到一定程度时，折射角就会增大到90°．
θ1
θ2
介质
N
N'
A
O
B
空气
θ1
θ2
介质
N
N'
A
O
B
空气
折射角θ2 为90°时，会发生什么情况？
全 反 射
请观察：
当入射角增大时，反射角和折射角如何变化？反射光的强度和折射光的强度如何变化？
全反射演示实验
??光由光密介质射入光疏介质时，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．
θ1
θ2
介质
N
N'
A
O
B
空气
θ3
C
θ1
θ3
介质
N
N'
A
O
C
空气
折射角θ2 为90°时，发生全反射现象．
全反射
全反射临界角
??在研究全反射现象中，刚好发生全反射的，即折射角等于90°时的入射角是一个很重要的物理量，叫做临界角．临界角用C 表示
θ1
θ3
光密介质
N
N'
A
O
C
光疏介质
??当光线从光密介质射入光疏介质时，如果入射角等于或大于临界角，就发生全反射现象．
θ1 ≥ 临界角
发生全反射现象
计算折射率为ｎ的介质在空气中发生全反射时的临界角Ｃ
N
介质
N'
空 气
900
c
A
A'
折射率越大，临界角C越小，越容易发生全反射
全反射临界角
不同介质的临界角
介 质 水 玻璃 金刚石
折射率n 1.33 1.5~1.9 2.42
临界角C 48.8 ° 32 °~ 42 ° 24.4 °
全反射临界角
发生全反射的条件
发生全反射的条件
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．
全反射现象解释
大家知道为什么水中的气泡或者玻璃中的气泡看起来特别的明亮吗？
因为水或玻璃相对于气泡中的空气是光密介质，光从水或玻璃射向气泡时，一部分光在气泡界面上发生了全反射
ｈ
o
例题
夜晚，在湖中心水面深ｈ=1m处放一点光源，在岸上的
人看来，水面能否全部被照亮？　若能，请说明理由．
若不能，求出被照亮的面积. 已知水的折射率为1.33
(sin48.80=1/1.33 , tan48.80=1.14)
夜晚，在湖中心水面深ｈ=1m处放一点光源，在岸上的
人看来，水面能否全部被照亮？　若能，请说明理由．
若不能，求出被照亮的面积. 已知水的折射率为1.33
(sin48.80=1/1.33 , tan48.80=1.14)
Ｃ
ｈ
o
B
D
例题
解析：由于光从水射向空气时发生全反射，故水面不能被全部照亮。恰好发生全反射时，入射角达到临界角，如图。
，故
又 故r=1.14m
故被照亮的面积为
Ｃ
r
全反射棱镜的截面为等腰直角三角形，当光从图中所示的方向射入玻璃时，由于光的方向与玻璃面垂直，光线不发生偏折。但在玻璃内部，光射向玻璃与空气的界面时，入射角大于临界角，发生全反射。这种棱镜在光学仪器中可用来改变光的方向。
全反射棱镜
全反射的应用：全反射棱镜
45
变化90 °
各种玻璃的临界角为320-420
45
45
45
变化180 °
全反射的应用：全反射棱镜
全
反
射
棱
镜
实
验
全反射的应用：全反射棱镜
（1）潜望镜
（2）望远镜
全反射的应用：全反射棱镜
一般的平面镜都是在玻璃的后面镀银， 但是银面容易脱落．因此对于精密的光学仪器，如照相机、望远镜、显微镜等，就需要用全反射棱镜代替平面镜．与平面镜相比,它的反射率高,几乎可达100%。
全反射的应用：全反射棱镜
全反射的应用：光导纤维
光导纤维
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）
全反射的应用：光导纤维
光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到几百微米之间，由内芯与外套两层组成．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射．
把光导纤维聚集成束，使其两端纤维排列的相对位置相同，图像就可以从一端传到另一端了．
光导纤维
全反射的应用：光导纤维
医学上将光导纤维制成内窥镜，用来检查人体内脏的内部。
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。
全反射的应用：光导纤维
做一做
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（图激光可由激光笔产生），观察光的传播路径。
全反射的应用：光导纤维
原理：
和光导纤维（光纤）是一个原理，光在从水射向空气时，入射角大于临界角，使得光在水流内部发生多次全反射，最终从另一个方向投射出来。
全反射的应用：光导纤维
谢谢聆听

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