高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第4章 光的折射和全反射第3节 光的全反射教案配套ppt课件

这是一份高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第4章 光的折射和全反射第3节 光的全反射教案配套ppt课件，共50页。PPT课件主要包含了这是一种蜃景现象，蜃景是怎样形成的，全反射现象，你能解释这种现象吗，钻石的打磨与全反射等内容，欢迎下载使用。
远方有一湾美丽的湖水，走向前去，那里却是一片荒漠
熏黑的铁球放入水中，为什么看上去会变得锃亮
学习了光的全反射便能发现其中的奥秘什么是全反射现象呢?下面我们通过实验来说明
观察全反射现象准备好一块半圆形玻璃砖、光屏和激光光源。如图 4-17 所示，用一束激光沿半圆形玻璃砖的半径射到直边上，让入射角由0逐渐增大，观察折射光和反射光，你会看到什么现象?
由上面的实验可见，光从玻璃人射到空气中时，
折射角大于入射角，入射角逐渐增大，反射光变强，折射光变弱，当入射角增大到一定程度时，折射光完全消失，全部光都被反射回玻璃内。这种现象称为全反射现象。
在以上实验中，刚好发生全反射时的入射角，称为全反射的临界角。当入射角趋近于临界角时，折射角趋近于 90°，折射光强度趋近于0，反射光强度与人射光强度几乎相等。当入射角大于等于临界角时，就会发生全反射
光由不同的介质射入真空或空气时，临界角不同根据折射定律，光从折射率为n的某种介质进入真空或空气时的临界角C应满足
介质的临界角越小，就越容易发生全反射。
上述实验中看到的全反射现象，是光从玻璃射入空气时产生的。如果光从空气射入玻璃，其折射角小于入射角，入射角再大，折射角也不会达到90°，折射光始终存在，不会发生全反射现象。
光只有从折射率较大的介质射入折射率较小的介质时，才可能发生全反射现象。对两种不同的介质，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。
例如，水晶与水相比，水晶为光密介质，水为光疏介质水与空气相比，水为光密介质，空气为光疏介质。
发生全反射的条件是:光由光密介质射入光疏介质，且入射角大于等于临界角。例如，当光从水晶射入水时可能发生全反射，而光从水射入水晶时就不会发生全反射，
一束单色光从玻璃射入空气。已知玻璃的折射率n=1.53，当入射角分别为50°、30 °时，光能否发生折射?若能，折射角为多大?
先根据玻璃的折射率求出临界角，再比较入射角与临界角的大小，判断是否会出现全反射现象。若出现全反射现象，折射光消失;若没有出现全反射现象，根据光的折射定律求解。
玻璃的临界角一般在 30°～ 42°，题中关于全反射的判断结果是合理的。发生折射时，所求得的折射角大于入射角，结果合理。
光从其他介质射入真空或空气中，需比较入射角与临界角的大小，判断是否出现全反射现象。
临界角与光的颜色有关。某小区喷水池底部装有不同颜色的 LED灯，该灯可视为点光源，如图4-19 所示。若水池底部水平，水面平静，红光与紫光从水面上射出时所围成的面积哪个更大?
“消失” 的硬币在桌子上放一枚硬币，取一只玻璃杯，里面盛满水，然后把玻璃杯压在硬币上(图4-20)，
从杯壁看去，硬币不见了，但是从杯口向下望，硬币还在那里。给玻璃杯底霞上一些水，再从杯壁看去，你会发现什么不同?请解释此现象。
全反射是自然界常见的现象。当熏黑的铁球放入水中时球面和水之间形成空气层。日光从水照射到空气层时，会有部分光发生全反射，球看上去就变得锃亮了。
同理，鱼缸中上升的气泡亮晶晶的，也是由于光射到气泡上发生了全反射图 4-21)。
在荒漠里看到的蜃景也是一种全反射现象。太阳照到沙地上，接近地面的热空气比上层空气的密度小，折射率也小从远处物体射向地面的光，进入折射率较小的热空气层时被折射。
当入射角大于临界角时，发生全反射，人们逆着反射光看去，就会看到远处物体的倒景（ 图 4-22）
炎热的夏天，在公路上向远处看去，有时路面显得格外明亮光滑，就像被水淋过一样，
全反射有着重要应用。全反射棱镜的截面为等腰直角三角形。当光垂直于AB 面射向棱镜时，光会沿着入射方向进人棱镜，射到AC面上。
由于入射角等于45°，大于玻璃的临界角，光在 AC面上发生全反射，沿着垂直于BC面的方向射出棱镜，使光的传播方向改变了 90°( 图 4-24);
用同样的分析方法可知，当光垂直于 AC面射入棱镜时，在两个直角边的界面都会发生全反射，使光的传播方向改变了180°(图4-25)。
全反射棱镜的反射性能比镀银的平面镜更好，精密的光学仪器常用它代替镀银平面镜来反射光，如全反射棱镜应用于潜望镜等
美妙的彩虹，常引发人们产生美好的联想，被比喻为“天空的微笑”“相会的彩桥”等。通常能看见的彩虹是红色在外、紫色在内，这被称为“虹”。
有时还能看见一组相对“虹”而言颜色较淡的彩色圆弧，红色在内、紫色在外，这被称为“霓”
根据图 4-28，与同学讨论交流:(1)什么情况下看见虹，什么情况下看见霓?(2)为什么现在很难看到天空中的彩虹?(3)你对环境保护有什么设想?
为了使钻石能发生全反射，需要将其表面打磨成特定的角度使射到钻石背面的光的入射角大于其临界角24.4°。
在图4-30中，图(a)是打合适的一种式样而图(b)(c)分别是打得太深、太浅的情况，这样光会从其侧面或者底面射出，使钻石失去光泽。
1.自行车尾灯用透明介质制成，其外形如图所示。请说明自行车尾灯在夜晚被灯光照射时特别明亮的原因。
2.夏天的傍晚，在乎静无风的海面上有时会看到山峰、船舶、楼台等出现在远方的空中这就是海市蜃楼现象，如图所示。请解释该现象，并比较海市蜃楼与沙漠蜃景的差异
3.光由某种介质射向与空气的分界面，当入射角大于或等于 45时，折射光消失。由此，可判断这种介质的折射率是（ ）
4.如图所示，包含红、蓝两种颜色的一東复色光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖。在玻璃砖底面的入射角为i，经折射后射出到空气中。下列说法正确的是A.在玻璃砖中，a光的传播速度小于b光的传播速度B.a光为红光，b光为蓝光C.玻璃砖材料对q光的折射率小于对b光的折射率D.若改变光束的入射方向使i角逐渐变大，则a光的折射光首先消失
6.如图所示，某同学想把剖面 MON为等腰三角形的玻璃砖加工成“玻璃钻石”。已知顶角∠MON=2θ ，该玻璃砖材料的折射率n=2。现有一束光垂直于 MN边入射。
(1)为了使该光在 OM边和 ON边都能发生全反射，求θ的取值范围;(2)若θ =42°，试通过计算说明该光第一次返回 MN边能否射出。