2020-2021学年2 全反射教学演示课件ppt

这是一份2020-2021学年2 全反射教学演示课件ppt，共31页。PPT课件主要包含了对全反射的理解，全反射，情境探究，全反射棱镜，答案B，ACD等内容，欢迎下载使用。

1.知道光疏介质、光密介质、全反射和临界角的概念.(物理观念)2.理解全反射的条件,能计算有关问题和解释相关现象.(科学思维)3.了解光导纤维的工作原理和光导纤维在生产、生活中的应用,认识科学本质.(科学态度与责任)
如图所示，光由玻璃斜射向空气，若逐渐增大入射角，当入射角增大到一定程度后将出现什么现象？
问题(1) 这种现象叫作什么？(2) 要想出现这种现象必须具备什么条件？
【答案】(1)全反射．　(2) 光从光密介质射入光疏介质；入射角大于或等于临界角．
1.对光疏介质和光密介质的理解(1)光疏介质和光密介质的比较:
(2)相对性:光疏介质、光密介质是相对的。任何两种透明介质都可以通过比较光在其中传播速度的大小或折射率的大小来判断谁是光疏介质或光密介质。(3)光疏和光密是从介质的光学特性来说的,并不是它的密度大小。例如,酒精的密度比水小,但酒精和水相比,酒精是光密介质。
2．全反射(1)全反射现象．光由光密介质进入光疏介质时，当入射角增大到某一角度时，折射角达到90°，折射光全部消失，只剩下反射光的现象．这个角度称为临界角，用C 表示．
(3)产生全反射现象的条件：
①光从光密介质射到它与光疏介质的界面上．②入射角等于或大于临界角．
(4)全反射现象中的能量分配关系．①折射角随入射角的增大而增大，折射角增大的同时，折射光线的强度减弱，即折射光线的能量减小，亮度减弱，而反射光线增强，能量增大，亮度增加．②当入射角增大到某一角度时(即临界角)，折射光能量减到零，入射光的能量全部反射回来，这就是全反射现象．
如图所示,自行车后面有尾灯,它虽然本身不发光,但在夜间行驶时,从后面开来的汽车发出的强光照在尾灯上,会有较强的光被反射回去,使汽车司机注意到前面有自行车。自行车的尾灯利用了什么原理?
要点提示 利用了全反射的原理。
1．全反射棱镜：横截面是等腰直角三角形的棱镜是全反射棱 镜．它在光学仪器里，常用来代替平面镜，改变光的传播方向．光通过全反射棱镜时的几种方式：
2.全反射棱镜原理分析全反射棱镜是利用全反射改变光路以便于观察。在图甲中的等腰直角三角形ABC表示一个全反射棱镜的横截面,它的两直角边AB和BC表示棱镜上两个互相垂直的侧面。如果光线垂直地射到AB面上,光在棱镜内会沿原来的方向射到AC面上。由于入射角(45°)大于光从玻璃射入空气的临界角(42°),光会在AC面上发生全反射,沿着垂直于BC的方向从棱镜射出(图甲)。如果光垂直地射到AC面上(图乙),沿原方向射入棱镜后,在AB、BC两面上都会发生全反射,最后沿着与入射时相反的方向从AC面上射出。在光学仪器里,常用全反射棱镜来代替平面镜,改变光的传播方向。图丙是全反射棱镜应用在潜望镜里的光路图。
例3： 自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理，它虽然本身不发光，但在夜间骑行时，从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后，会有较强的光被反射回去，使汽车司机注意到前面有自行车，尾灯由透明介质制成，其外形如图所示，下面说法正确的是( )A. 汽车灯光从左面射过来，在尾灯的左表面发生全反射B. 汽车灯光从左面射过来，在尾灯的右表面发生全反射C. 汽车灯光从右面射过来，在尾灯的左表面发生全反射D. 汽车灯光从右面射过来，在尾灯的右表面发生全反射
解析：我们从题图中取一个凸起并作出一条光路如图所示，由图可知，每一部分相当于一块全反射棱镜，要想让后面的司机看到反射光，因此光只能从右侧（直边）射入，经过尾灯左表面反射回去，故C正确。
三．光导纤维(1)光导纤维：用光密介质制成的用来传导光信号的纤维状的装置．(2)光纤原理：“光纤通信”利用了全反射原理．实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，一定程度上可以弯折，直径只有几微米到一百微米之间，由内芯和外套组成．如图所示，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，使反射光的能量最强，实现远距离传送．(3)光导纤维的应用：携带着数码信息、电视图像、声音等的光信号沿着光纤传输到很远的地方，实现光纤通信．
例4. 光导纤维的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播。以下关于光导纤维的说法正确的是( )A. 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B. 内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射C. 内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射D. 内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用
1.光在某种介质中传播的速度为1.5×108 m/s,光从此介质射向空气并发生全反射时的临界角是(　　)A.15° B.30° C.45° D.60°
2.(多选)如图,半圆形玻璃砖放在空气中,三条相同的光线均由空气射入玻璃砖,到达玻璃砖的圆心位置.下列说法正确的是(　　)A.若三条光线中只有一条在O点发生了全反射,那一定是a光线B.若光线b能发生全反射,则光线c一定能发生全反射C.若光线b能发生全反射,则光线a一定能发生全反射D.若光线a恰能发生全反射,则光线b不能发生全反射
答案 ACD解析 三条入射光线沿着指向圆心的方向由空气射向玻璃砖,在圆周界面,它们的入射角为零,均不会偏折.在直径界面,光线a的入射角最大,光线c的入射角最小,它们都是从光密介质射向光疏介质,都有发生全反射的可能.如果只有一条光线发生了全反射,那一定是a光线,因为它的入射角最大,A项对;若b光线能发生全反射,说明它的入射角等于或大于临界角,光线a的入射角更大,所以,光线a一定能发生全反射,光线c的入射角可能大于临界角,也可能小于临界角,因此c不一定能发生全反射,C项对,B项错;若光线a恰能发生全反射,则光线b和c都不能发生全反射,D项对.
3.某种介质相对空气的折射率是 ,一束光从该介质射向空气,入射角是60°,则下列光路图正确的是(图中Ⅰ为空气,Ⅱ为介质)( 　　)
4、(多选)下列说法正确的是 (　 　)A．因为水的密度大于酒精的密度，所以水是光密介质B．因为水的折射率小于酒精的折射率，所以水对酒精来说是光疏介质C．同一束光，在光密介质中的传播速度较大D．同一束光，在光密介质中的传播速度较小
5.(多选)如图,ABCD是两面平行的透明玻璃砖,AB面和CD面平行,设为界面Ⅰ和界面Ⅱ,光线从界面Ⅰ射入玻璃砖,再从界面Ⅱ射出,回到空气中,如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角,则(　　)
A.只要入射角足够大,光线在界面Ⅰ上就可能发生全反射现象B.只要入射角足够大,光线在界面Ⅱ上就可能发生全反射现象C.不管入射角多大,光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象D.不管入射角多大,光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象
解析 在界面Ⅰ上,光由空气进入玻璃砖,是由光疏介质进入光密介质,不管入射角多大,都不能发生全反射现象,则A错误,C正确;在界面Ⅱ上,光由玻璃砖进入空气,是由光密介质进入光疏介质,但是界面Ⅰ和界面Ⅱ平行,光在界面Ⅱ上的入射角等于在界面Ⅰ上的折射角,因此光在界面Ⅱ上的入射角总是小于全反射临界角,故不会发生全反射现象,则B错误,D正确。答案 CD