发生全反射的临界角课件

第十三章第十三章 光光人教版物理沙漠中的旅行者急于找到水源沙漠中的旅行者急于找到水源时，有，有时会意外地看到会意外地看到前方有一片晶前方有一片晶莹的的“水面水面”，而当他，而当他们向前走去向前走去时，“水面水面”却是可望而不可即，原来却是可望而不可即，原来这就是就是“蜃景蜃景”这种种现象是怎象是怎样形成的呢？形成的呢？沙漠中的旅行者急于找到水源时，有时会意外地看到前方有一片晶莹第十三章第十三章 光光人教版物理1不同介不同介质的折射率的折射率，把把折折射射率率小小的的介介质称称为 介介质，折射率大的介，折射率大的介质称称为 介介质，光光疏疏介介质与光密介与光密介质是是 的的2全反射全反射现象的象的发生条件是生条件是 ；不同不同光疏光疏光密光密相对相对光从光密介质射向光光从光密介质射向光疏介质疏介质入射角大于临界角入射角大于临界角1不同介质的折射率，把折射率小的介质称为 介质第十三章第十三章 光光人教版物理不不同同介介质质的的折折射射率率不不同同，我我们们把把折折射射率率较较小小的的介介质质称称为光疏介质，折射率较大的介质称为光密介质为光疏介质，折射率较大的介质称为光密介质根根据据折折射射定定律律，光光由由光光疏疏介介质质射射入入光光密密介介质质(例例如如由由空空气气射射入入水水)时时，折折射射角角小小于于入入射射角角；光光由由光光密密介介质质射射入入光光疏疏介质介质(例如由水射入空气例如由水射入空气)时，折射角大于入射角时，折射角大于入射角.发生全反射的临界角课件第十三章第十三章 光光人教版物理(1)定定义当当入入射射角角增增大大到到某某一一角角度度，使使折折射射角角达达到到90时，折折射射光光完完全全消消失失，只只剩剩下下反反射射光光，这种种现象象叫叫做做全全反反射射，这时对应的入射角叫做的入射角叫做临界角界角(2)发生全反射的条件生全反射的条件发生全反射生全反射现象必象必须满足的两个条件足的两个条件一一是是光光由由光光密密介介质射射向向光光疏疏介介质；二二是是入入射射角角大大于于或或等于等于临界角界角发生全反射的临界角课件第十三章第十三章 光光人教版物理临界角的界角的计算算光光从从介介质射射入入空空气气(真真空空)时，发生生全全反反射射的的临界界角角，C与介与介质的折射率的折射率n的关系是的关系是sinC特别提醒：特别提醒：1光光疏疏介介质和和光光密密介介质是是相相对而而言言的的，并并没没有有绝对的的意意义2光光疏疏和和光光密密是是从从介介质的的光光学学特特性性来来说的的，并并不不是是它它的密度大小的密度大小临界角的计算第十三章第十三章 光光人教版物理水或玻璃中的气泡水或玻璃中的气泡为何特何特别明亮？明亮？解解析析：水水或或玻玻璃璃中中的的气气泡泡是是光光疏疏介介质质，光光经经水水或或玻玻璃璃照照射射气气泡泡时时，一一部部分分光光会会发发生生全全反反射射，有有更更多多的的光光反反射射到到人的眼晴中，光的能量大了，人就会感觉特别明亮人的眼晴中，光的能量大了，人就会感觉特别明亮.发生全反射的临界角课件第十三章第十三章 光光人教版物理全反射棱全反射棱镜全反射棱全反射棱镜是利用全反射改是利用全反射改变光路以便于光路以便于观察察光光纤通信通信全全反反射射现象象在在通通信信中中有有重重要要的的作作用用，光光导纤维之之所所以以能能传光、光、传像，就是利用了光的全反射像，就是利用了光的全反射现象象发生全反射的临界角课件第十三章第十三章 光光人教版物理光光纤通通信信是是一一种种现代代通通信信手手段段，它它可可以以提提供供大大容容量量、高高速速度度、高高质量量的的通通信信服服务目目前前，我我国国正正在在大大力力建建设高高质量的量的宽带光光纤通信网通信网络下列下列说法正确的是法正确的是()A光光纤通信利用光作通信利用光作为载体来体来传递信息信息B光光导纤维传递光信号是利用光的折射原理光信号是利用光的折射原理C光光导纤维传递光信号是利用光的反射和折射原理光信号是利用光的反射和折射原理D目目前前广广泛泛应用用的的光光导纤维是是一一种种非非常常细的的特特制制玻玻璃璃丝答案：答案：AD解析：解析：光纤通信利用了光的全反射原理来传递信息光纤通信利用了光的全反射原理来传递信息.发生全反射的临界角课件第十三章第十三章 光光人教版物理(1)确确定定光光是是由由光光疏疏介介质进入入光光密密介介质还是是由由光光密密介介质进入光疏介入光疏介质(2)若光由光密介若光由光密介质进入光疏介入光疏介质时，则根据根据sinC 确定确定临界角，看是否界角，看是否发生全反射生全反射(3)根根据据题设条条件件，画画出出入入射射角角等等于于临界界角角的的“临界界光光路路”(4)运运用用几几何何关关系系、三三角角函函数数关关系系、反反射射定定律律等等进行行判判断推理，运算及断推理，运算及变换进行行动态分析或定量分析或定量计算算发生全反射的临界角课件第十三章第十三章 光光人教版物理一一束束光光线由由空空气气射射入入截截面面为半半圆形形的的玻玻璃璃砖，再再由由玻玻璃璃砖射射出出，入入射射光光线的的延延长线沿沿半半径径，则如如图所所示示的的光光路路图正确的是正确的是()ABCD发生全反射的临界角课件第十三章第十三章 光光人教版物理发生全反射的临界角课件第十三章第十三章 光光人教版物理解解析析：在在玻玻璃璃砖砖的的下下边边，由由于于光光是是从从光光密密介介质质到到光光疏疏介介质质，因因此此在在这这个个面面上上有有可可能能发发生生光光的的折折射射，如如果果入入射射角角大大于于临临界界角角，则则发发生生全全反反射射由由光光的的折折射射定定律律和和全全反反射射的的知识，很容易看出知识，很容易看出图正确，故正确答案为图正确，故正确答案为D.答案：答案：D解析：在玻璃砖的下边，由于光是从光密介质到光疏介质，因此在这第十三章第十三章 光光人教版物理如如图所所示示，一一束束平平行行光光从从真真空空射射向向一一块半半圆形形的的玻玻璃璃砖，下列，下列说法正确的是法正确的是()A只有只有圆心两心两侧一定范一定范围内的光内的光线不能通不能通过玻璃玻璃砖B只有只有圆心两心两侧一定范一定范围内的光内的光线能通能通过玻璃玻璃砖C通通过圆心的光心的光线将沿直将沿直线穿穿过不不发生偏折生偏折D圆心两心两侧一定范一定范围外的光外的光线将在曲面将在曲面产生全反射生全反射发生全反射的临界角课件第十三章第十三章 光光人教版物理答案：答案：BCD解解析析：通通过过圆圆心心的的光光线线将将沿沿直直线线穿穿过过不不发发生生偏偏折折，入入射射角角为为零零由由中中心心向向外外的的光光线线，在在半半圆圆面面上上进进入入真真空空时时的的入入射射角角逐逐渐渐增增大大并并趋趋近近90角角，折折射射角角一一定定大大于于入入射射角角，所所以一定会发生全反射以一定会发生全反射.答案：BCD第十三章第十三章 光光人教版物理在厚度在厚度为d、折射率、折射率为n的大玻璃板下表面，有一个的大玻璃板下表面，有一个半径半径为r的的圆形形发光面光面为了从玻璃板的上方看不了从玻璃板的上方看不见这个个圆形形发光面，可在玻璃板的上表面光面，可在玻璃板的上表面贴一一块圆形形纸片，片，问所所贴纸片的最小半径片的最小半径应为多大？多大？发生全反射的临界角课件第十三章第十三章 光光人教版物理解析：解析：根据题述，光路如图所示，图中，根据题述，光路如图所示，图中，S点为圆形点为圆形发光面边缘上一点由该点发出的光线能射出玻璃板的范发光面边缘上一点由该点发出的光线能射出玻璃板的范围由临界光线围由临界光线SA确定，当入射角大于临界角确定，当入射角大于临界角C时，光线就时，光线就不能射出玻璃板了不能射出玻璃板了解析：根据题述，光路如图所示，图中，S点为圆形发光面边缘上一第十三章第十三章 光光人教版物理发生全反射的临界角课件第十三章第十三章 光光人教版物理某棱某棱镜顶角角41.30，一束白光以，一束白光以较大的入射角从棱大的入射角从棱镜的一个的一个侧面射入，通面射入，通过棱棱镜折射后从另一个折射后从另一个侧面射出，面射出，在光屏幕上形成由在光屏幕上形成由红到紫的彩色光到紫的彩色光带，如，如图所示，当入射所示，当入射角角1逐逐渐减小到零的减小到零的过程中，彩色光程中，彩色光带变化的情况是化的情况是(根据根据表格中的数据判断表格中的数据判断)()发生全反射的临界角课件第十三章第十三章 光光人教版物理A.紫光最先消失，最后只剩下紫光最先消失，最后只剩下红光和橙光光和橙光B紫光最先消失，最后只剩下黄光、橙光和紫光最先消失，最后只剩下黄光、橙光和红光光C红光最先消失，最后只剩下紫光和光最先消失，最后只剩下紫光和蓝光光D红光最先消失，最后只剩下紫光、光最先消失，最后只剩下紫光、蓝光和光和绿光光色光色光紫紫蓝绿黄黄橙橙红折射率折射率1.5321.5281.5191.5171.5141.513临界角界角40.7540.8841.1741.2341.3441.37A.紫光最先消失，最后只剩下红光和橙光色光紫蓝绿黄橙红折射率第十三章第十三章 光光人教版物理答案：答案：A解解析析：各各种种色色光光均均以以相相同同的的入入射射角角射射向向某某种种介介质质时时，由由于于介介质质对对不不同同色色光光的的折折射射率率不不同同，则则折折射射角角就就不不同同介介质质对对它它的的折折射射率率越越大大，在在AB界界面面上上折折射射时时的的折折射射角角越越小小，而而在在AC界界面面上上对对应应的的入入射射角角越越大大，当当入入射射角角减减小小时时，折折射射光光在在AC面面上上的的入入射射角角增增大大当当入入射射角角减减为为零零时时，所所有有光光线线到到AC面面上上时时入入射射角角均均为为41.30，结结合合上上表表可可知知：紫紫、蓝蓝、绿绿、黄黄四四色色光光均均在在AC面面发发生生全全反反射射，且且紫紫光光最最先先消消失失，故故选项选项A正确正确.答案：A第十三章第十三章 光光人教版物理在海面平静的日子，站在海在海面平静的日子，站在海边有有时可以看到可以看到远处的的空中出空中出现了高楼了高楼耸立、街道棋布、山立、街道棋布、山峦重叠等景象，重叠等景象，这就就是是“海市蜃楼海市蜃楼”这种种现象是怎象是怎样形成的呢？形成的呢？发生全反射的临界角课件第十三章第十三章 光光人教版物理解析：解析：当大气层比较平静时，空气的密度随温度的升当大气层比较平静时，空气的密度随温度的升高而减小，对光的折射率也随之减小，海面上空气的温度高而减小，对光的折射率也随之减小，海面上空气的温度比空中低，空气的折射率下层比上层大我们可以粗略地比空中低，空气的折射率下层比上层大我们可以粗略地把空中的大气分成许多水平的空气层，如图把空中的大气分成许多水平的空气层，如图1所示，下层的所示，下层的折射率较大远处的景物发出的光线射向空中时，不断被折射率较大远处的景物发出的光线射向空中时，不断被折射，射向折射率较低的上一层的入射角越来越大，当光折射，射向折射率较低的上一层的入射角越来越大，当光线的入射角大到临界角时，就会发生全反射现象光线就线的入射角大到临界角时，就会发生全反射现象光线就会从高空的空气层中通过空气的折射逐渐返回折射率较低会从高空的空气层中通过空气的折射逐渐返回折射率较低的下一层在地面附近的观察者就可以观察到由空中射来的下一层在地面附近的观察者就可以观察到由空中射来的光线形成的虚像这就是海市蜃楼的景象的光线形成的虚像这就是海市蜃楼的景象解析：当大气层比较平静时，空气的密度随温度的升高而减小，对光第十三章第十三章 光光人教版物理如图如图2所示所示如图2所示第十三章第十三章 光光人教版物理如如图所示，在潜水所示，在潜水员看来，岸上的所有景物，都出看来，岸上的所有景物，都出现在一个倒立的在一个倒立的圆锥里，里，为什么？什么？这个个圆锥的的顶角是多大？角是多大？发生全反射的临界角课件第十三章第十三章 光光人教版物理答案：答案：97.6解解析析：岸岸上上所所有有景景物物发发出出的的光光，射射入入水水中中时时入入射射角角分分布布在在0到到90之之间间根根据据光光路路可可逆逆的的原原理理，射射入入水水中中后后的的折折射角在射角在0至临界角之间至临界角之间可可以以求求出出光光从从水水中中射射向向空空气气的的临临界界角角C.如如图图所所示示，几几乎乎贴贴着着水水面面射射入入水水里里的的光光线线，在在潜潜水水员员看看来来是是从从折折射射角角为为C的的方方向向射射来来的的，水水面面上上其其他他方方向向射射来来的的光光线线，折折射射角角都都小小于于C.因因此此水水中中的的潜潜水水员员认认为为水水面面以以上上所所有有的的景景物物都都在在顶顶角为角为2C的圆锥里的圆锥里答案：97.6第十三章第十三章 光光人教版物理发生全反射的临界角课件