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高中物理第十三章第2课《全反射》(选修3-4)

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课程内容
高中物理第十三章第2课《全反射》(选修3-4)

复习:
1.光的折射定律的内容是什么?
①折射光线跟入射光线和法线在同一平面内;
②折射光线和入射光线分别位于法线的两侧
③入射角的正弦和折射角的正弦正正比
2.什么叫介质的折射率?它的数学表达式是什么?
光从真空射入某种介质发生折射时,入射角θ1的正弦与折射角θ2的正弦的比值,叫做这种介质的折射率
sinθ1/sinθ2=n
3.光介质的折射率跟光在其中的传播速度的关系式是什么?
n=c/v
一、介质分类:在各种不同的介质中,光的折射率不同
1.光密介质:折射率较大的介质
2.光疏介质:折射率较小的介质
注意:不要把光疏介质、光密介质与介质密度的大小混为一谈,不能认为光密介质的密度一定大于光疏介质的密度。例如酒精的折射率是1.36,水的折射率是1.33,酒精对水来说是光密介质,但是酒精的密度比水的密度小。
由折射定律可知,光由光疏介质射入光密介质(例如由空气射入水)时,折射角小于入射角;光由光密介质射入光疏介质(例如由水射入空气)时,折射角大于入射角。
既然光从光密介质(如水)射入光疏介质(如空气)时折射角大于入射角,随着入射角的增大,折射角也会随之增大,如果入射角不断增大,那么会出现什么现象呢?

此时刚好发生全反射现象,折射角等于90°,折射光完全消失,只剩下反射光,此时的入射角C叫做临界角,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。
二、全反射
1.定义:(当光从玻璃射向空气时,一部分光从分界面上折射到空气中,一部分光反射回玻璃内,逐渐增大入射角,会看到折射光离发现越来越远,而且越来越弱,反射光却越来越强。)当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光线完全消失,只剩下反射光,这种现象叫做全反射。
2.在研究全反射现象中,刚好发生全反射,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C
3.临界角C是折射角等于90°时的入射角,据折射定律及光路可逆性可计算出光从介质射入空气时,C和折射率的关系:
n=sin90°/sinC=1/sinC
即sinC=1/n
4.产生全反射现象的条件:
①光从光密介质射入光疏介质
②入射角≥临界角
连连看
已知某种玻璃的折射率为1.5,那么当光线从此玻璃中射向空气的时候,要想发生全反射现象,则光线的入射角应满足怎样的条件?
解:首先,光从玻璃射向空气,满足“光从光密介质射入光疏介质”的条件,而发生光的全反射现象的另一条件是:
入射角≥临界角
据sinC=1/n可知,C=arcsin(1/1.5)≈42°
所以当入射角满足0≥42°,就会发生全反射现象
二、全反射应用
1.全反射棱镜:(截面为等腰直角三角形的棱镜)


2.光导纤维(演示)
A、原理:利用全反射原理
B、作用:改变光路
C、优越性:反光率光,接近达到100%,成像失真小
D、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....
小结:
1.光疏介质、光密介质
2.全反射
定义
临界角C
全反射的产生条件
3.全反射原理的应用实例

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赵老师

男,中教高级职称

长期从事高中物理教学工作,教学思路清晰,善于举一反三,使学生能更好理解并掌握知识点。

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