光的全反射
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光的全反射. 教学目标: 1 、理解光的全反射现象 2 、掌握临界角的概念和发生全反射的条件 3 、了解全反射现象的应用. 说明: 有关临界角目前高考中的要求是理解其概念,知道计算式,而不要求会利用临界角的公式进行有关计算,请同学们酌情处理. 问: 光从一种介质进入另一种介质时会发生什么现象呢?. r. H 2 O. i’. i. S. 一般,光从一种介质进入另一种介质时会发生折射现象,还有反射现象。光路图如下:. r. C. H 2 O. i’. i. S. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
新课标资源网 新课标资源网 wx.jtyjy.comwx.jtyjy.com 老师都说好老师都说好 !! 光的全反射教学目标:1、理解光的全反射现象2、掌握临界角的概念和发生全反射的条件3、了解全反射现象的应用
说明:有关临界角目前高考中的要求是理解其概念,知道计算式,而不要求会利用临界角的公式进行有关计算,请同学们酌情处理
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问:光从一种介质进入另一种介质时会发生什么现象呢? 一般,光从一种介质进入另一种介质时会发生折射现象,还有反射现象。光路图如下:
H2O
S
ii’
r
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假设水中有一个可以移动激光器 S ,它发出的光线从水射向空,入射角为 i ,反射角为 i’ ,折射角为 r 。因为是从光密介质射向光疏介质, r>i’
H2O
S
ii’
r当 S 移动时,入射角 i 增大,则反射角和折射角都增大
当入射角增大到 C 时,折射角刚好增达到 900 。
C
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下面让我们通过演示实验,看一看将会发生什么现象。
若入射角继续增大呢?
实验:让一束激光从半圆形玻璃砖的弧面沿半径射到 AB 界面的 O 点。(如图)
旋转玻璃砖,改变入射角 i ,我们可以看到:
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入射角 i 增大时,折射角 r 也增大,折射光线越来越暗,反射光线却逐渐变亮;当入射角 i 增大到某一角度时,折射角 r 达到 900 ,折射光线就完全消失了,只剩下反射光线,这种现象叫全反射折射角为 900 时的入射角叫做临界角,用C 表示。
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可见:入射角增大的过程中,折射角也增大,这是一个量变过程;当入射角达到临界角和大于临界角时,就引起质变,出现了全反射现象。
所以光在两种介质界面不一定同时存在着反射和折射现象。
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光导纤维
全反射现象是自然界里常见的现象,我们常听到的“光纤通信”就是利用了全反射的原理,为了说明光导纤维对光的传导作用,我们做下面的实验.
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弯曲的玻璃棒能传光
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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,图像就可以从一段传到另一端了.
光导纤维
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光导纤维的用途很大,医学上将其制成内窥镜,用来检查人体内脏的内部
内窥镜的结构
光导纤维在医学上的应用
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光导纤维的用途很大,通过它可以实现光纤通信.
光纤
光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强.虽然光纤通信的发展历史只有 20 多年的,但是发展的速度是惊人的.
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请同学们思考下面几个问题:1 、如果激光束从空气直接射到玻璃砖的直径 AB 界面上,还会不会发生全反射?2 、要满足什么条件,才可以发生全反射呢?
3 、对于某种介质,它的临界角是多大呢?
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思考得怎么样?我们一起来完成吧。
发生全反射的条件:1 、光必须从光密介质射向光疏介质2 、入射角必须大于(或等于)临界角临界角:设某种介质的折射率为 n ,则有:
cn
sin90sin 0
n
c1
sin
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【例】如图所示, EF 和 MN 是长方形玻璃砖两平行侧面,将其置于空气中,一束光线射到玻璃砖的 EF 面上.若入射角逐渐增大到靠近界面,关于能否发生全反射的判断,下列说法中正确的是 ( )
A .在 EF 面上不可能,在 MN 面上有可能
B .在 EF 面上有可能,在 MN 面上不可能
C .在 EF 和 MN 面上都有可能
D .在 EF 和 MN 面上都不可能
例题解析:
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解:根据发生全反射须满足的两个条件,光在 EF 面是空气射入玻璃,即是从光疏介质射入光密介质,不可能发生全反射.在 MN 面上,光是从玻璃射向空气,满足第一个条件;光从光密介质射向光疏介质;但其入射光线即是光线通过 EF 界面后的折射光线.故其入射角 i’的大小是受限制的,如图乙所示,由于 i<90° ,据折射定律 sini/sinr=n.有 sinr<1/n,即 r<c,又据平面几何知识 i’=r,即也有 i’<c,不满足发生全反射的第二个条件,所以在 MN 界面上也不能发生全反射.正确的选项为 D .
[注意 ] 发生全反射的两个条件缺一不可,其中任何一个条件均只是发生全反射的必要条件,不是充分条件,只有同时满足这两个条件才能发生全反射.
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你还知道哪些全反射的现象呢?