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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,4.3,光的,全反射,为什么露珠这么亮？,实验现象,光亮铁球在阳光下很刺眼,(,如图,1).,将光亮铁球夹在试管夹上，放在点燃蜡烛上熏黑（如图,2,）,.,将熏黑的铁球浸没在盛有清水的烧杯中，放在水中的铁球变得比在阳光下更亮（如图,3,）,把试管夹从水中取出时，发现熏黑的铁球依然如故，再将其再放入水中时，出现的现象和前述一样，这是为什么呢？,一、全反射,当光从,_,射向,_,时，不断增大入射角，,_,光线越来越弱，,_,光线越来越强，当入射角增大到某一角度，使折射角达到,_,，这时折射光线消失，只剩下,_,光线，这种现象称为全反射。,光密介质,光疏介质,反射,折射,反射,90,二、发生全反射的条件,光从光密介质进入光疏介质；,入射角等于或大于临界角,折射角等于,90,时的入射角叫做临界角，用符号,C,表示光从折射率为,n,的某种介质射到空气,(,或真空,),时的临界角,C,就是折射角等于,90,时的入射角，根据折射定律可得：,现象解释：,被蜡烛熏黑的光亮铁球外表面附着一层未燃烧完全的碳蜡混和物，对水来说是不浸润的，当该球从空气进入水中时，在其外表面上会形成一层很薄的空气膜，当有光线透过水照射到水和空气界面上时，会发生全反射现象，而正对小球看过去会出现一些较暗的区域，这是入射角小于临界角的区域。,水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮,原因是：光从水或玻璃射向气泡时，一部分光在分界面上发生了全反射,三、例题,例,1,、在水中的鱼看来，水面上和岸上的所有景物，都出现在顶角约为,97.6,的倒立圆锥里，为什么？,你能想象一下，从水里看到的水面上景物是什么样的吗？所有水面上的景物在什么范围内？,空气,水,S,C,在倒立圆锥里,例,2,、如图所示，介质,为空气，介质,的折射率为 ，下列说法中正确的是,A,光线,a,、,b,都不能发生全反射,B,光线,a,、,b,都能发生全反射,C,光线,a,发生全反射，光线,b,不发生全反射,D,光线,a,不发生全反射，光线,b,发生全反射,C,三、例题,如图,2,所示，一束光线从空气射入某介质，入射光线与反射光线夹角为,90,，折射光线与入射光线延长线间夹角为,15,，求：,(1),该介质的折射率；,(2),光在该介质中传播的速度；,(3),当光从介质射入空气时的临界角,例题,2,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,点击画面观看动画,弯曲的玻璃棒能传光,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,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,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,全反射棱镜,1,、光线由,AB,面垂直入射，在,AC,面发生全反射，垂直由,BC,面出射,横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜,2,、光线由,AC,面垂直入射，在,AB,、,BC,面发生两次全反射，垂直由,AC,面出射,变化,90,变化,180,全反射棱镜,在光学仪器里，常用全反射棱镜来代替平面镜，改变光的传播方向望远镜为了提高倍数，镜筒要很长，通过使用全反射棱镜能够缩短镜筒的长度,应用,1-,光导纤维,光纤通讯,一种利用光的全反射原理制成的能传导光的玻璃丝，由内芯和外套组成，直径只有几微米到,100,微米左右，内芯的折射率大于外套的折射率。,当光线射到光导纤维的端面上时，光线就折射进入光导纤维内，经内芯与外套的界面发生多次全反射后，从光导纤维的另一端面射出，而不从外套散逸,故光能损耗极小。,应用,2-,光导纤维,内窥镜,平面镜能成像但易产生多重影像,物体,玻璃,银面,应用,3,全反射棱镜,全反射棱镜,对于精密的光学仪器，如照相机、望远镜、显微镜等，就需要用全反射棱镜代替平面镜，以消除多余的像,当然，如果在玻璃的前表面镀银，就不会产生多个像，但是前表面镀银，银面容易脱落,全反射棱镜：,（截面为等腰直角三角形的棱镜）,45,45,45,45,45,45,应用,4-,海市蜃楼,中新网,2004,年,3,月,16,日电，北京时间,10,时,30,分，在北海道海域某海峡上空，观测到了,船悬于半空的海市蜃楼奇观,。,应用,5,蒙气差,太阳,当我们看到太阳从地平线上刚刚升起时，实际看到的是它处在地平线的下方时发出的光，只是由于空气的折射，才看到太阳处于地平线的上方,练习题,1,水的折射率为,n,，距水面深度为,h,处有一点光源，岸上的人看见水面被点光源照亮的圆形区域的直径多大？,h,S,C,R,设临界角为,C,，有,，即,，,故圆形区域的直径为,图,4,3,5,思路点拨,(1),光线由,MN,面射出玻璃时能发生全反射。,(2),确定能从,MN,面射出的光束的左右边界光线。,练习（1）,如图所示，空气中有一折射率,为 的玻璃柱体，其横截面是圆心,角为90,、半径为R的扇形OAB，一束,平行光平行于横截面，以45,入射角,照射到OA上，OB不透光，若只考虑,首次入射到圆弧 上的光，则 上,有光透出部分的弧长为(),A.RB.R,C.RD.R,【解析】,(1)选B.由sinC=可知,光,在玻璃柱体中发生全反射的临界角,C=45,.据折射定律可知所有光线从,AO进入玻璃柱体后的折射角均为30,.,从O点入射后的折射光线将沿半径从,C点射出.假设从E点入射的光线经折,射后到达D点时刚好发生全反射，则ODE=45,.如图所示，,由几何关系可知=45,，故弧长 R，故B正确.,(2)如图是一个 圆柱体棱镜的截面图，,图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚,线EE,1,、FF,1,、GG,1,、HH,1,平行于半径ON，ON,边可吸收到达其上的所有光线.已知该,棱镜的折射率n=，若平行光束垂直入,射并覆盖OM，则光线从MN弧上的哪一部,分射出？,(2)由该棱镜的折射率n=可知其临界角C满足：sinC=,可求出GG,1,左边的入射光线没有发生全反射，其右边的光线全,部发生全反射.所以光线只能从圆弧NG,1,射出.,答案：,光线只能从圆弧NG,1,射出,【总结提升】,如何寻找光线照射的范围,求光线照射的范围时，关键是找出边界光线，,如果发生全反射，刚好能发生全反射时的临,界光线就是一条边界光线，而另一条光线可,以通过分析找出.确定临界光线时，关键是,确定光线在什么位置时入射角等于临界角.,
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