光的折射、全反射课件

光的折射、全反射,光的折射、全反射,2,【,教法探析,】,一、光的折射,1,光的折射：光由一种介质进入另一种介质或在同一种不均匀介质中传播时，方向发生偏折的现象叫做光的折射,增大,2【教法探析】一、光的折射增大,3,3,折射定律,折射光线、入射光线和法线在同一平面内，折射光线和入射光线位于法线两侧，入射角的正弦与折射角的正弦之比为,_,4,在折射现象中，光路是,_,的,二、全反射,1,光密介质和光疏介质,定值,可逆,任何介质的折射率都大于,1,，折射率越大光在其中传播的速度就越小两种介质相比较，折射率大的介质叫光密介质，折射率小的介质叫光疏介质,33折射定律定值可逆任何介质的折射率都大于1，折射率越大光,4,2,全反射：光射到两种介质的界面上时，光线全部反射回到原介质内的现象叫做全反射,3,产生的条件：,(1),光从光密介质射到光疏介质；,(2),入射角,(,i,),大于或等于临界角,(,C,),4.,临界角：光从光密介质射到光疏介质时，使折射角达到,90,的入射角叫做临界角,5,全反射现象的应用：,(1),光导纤维；,(2),全反射棱镜,三、棱镜,1,棱镜：通常指截面为三角形的透镜，即三棱镜,2,三棱镜利用光的折射改变光的传播路径，光从棱镜的一个侧面射入，从另一个侧面射出，出射光线将向底面,(,第三侧面,),偏折,42全反射：光射到两种介质的界面上时，光线全部反射回到原介,5,3,通过三棱镜看物体，看到的是物体的虚像,像的位置向顶角方向偏移,4,全反射棱镜在光学仪器中被用来改变光路,.,四、光的色散,1,光的色散：白光通过棱镜后被分解成由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫组成的按次序排列的彩色光谱，这就是光的色散红光通过棱镜时偏折角,_,，紫光偏折角,_,2,光的色散现象表明：,(1),白光为复色光；,(2),同一介质对不同色光的折射率不同，不同色光在同一介质中的传播速度不同,3,复合色光通过厚透明板也能发生色散现象,.,最小,最大,53通过三棱镜看物体，看到的是物体的虚像,像的位置向顶角方,6,【,学法导引,】,一、对折射定律和折射率的理解,1,折射定律,(,如图所示,),6【学法导引】一、对折射定律和折射率的理解,7,7,8,8,9,答案：,90,二、全反射现象的理解和应用,1,在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的,2,光线射向两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射折射角等于,90,时，实际上就已经没有折射光线了,9答案：90二、全反射现象的理解和应用,10,3,光导纤维：实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到一百微米之间，在内芯和外套的界面上发生全反射,光纤通信是利用了光的,_,的原理，其主要优点是,_,大、,_,小、抗干扰性强,.,【名师点睛】,解答光学问题，首先要画出光路图，画光路图注意，首先要确定是否符合全反射临界条件，其次依据光的折射定律或反射定律，有时还需应用光路的可逆性解决问题,.,全反射,信息量,能量损失,例,2.,如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单色光从,MN,端面的中点垂直射入，恰好能在弧面,EF,上发生全反射,，,然后垂直,PQ,端面射出,103光导纤维：实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径,11,(1),求该玻璃棒的折射率,(2),若将入射光向,N,端平移，当第一次射到弧面,EF,上时,_(,填,“,能,”“,不能,”,或,“,无法确定能否,”,),发生全反射,11(1)求该玻璃棒的折射率,12,(2),若将入射光向,N,端平移，当第一次射到弧面,EF,上时，入射角将增大，因此能发生全反射,12(2)若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时，入,13,三、三棱镜和光的色散,1,光的色散,(1),色散现象,白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱，如图所示,(2),成因,由于,n,红,n,紫,，所以以相同的入射角射到棱镜界面时，红光和紫光的折射角不同，就是说紫光偏折得更明显些，当它们射到另一个界面时，紫光的偏折角最大，红光偏折角最小,.,(3),各种色光的比较,13三、三棱镜和光的色散(2)成因,14,颜色,红,橙,黄,绿,蓝,靛,紫,频率,低,高,同一介质折射率,小,大,同一介质中速度,大,小,波长,大,小,临界角,大,小,通过棱镜的偏折角,小,大,14颜色红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫频率低高同一介质折射,15,2.,平行玻璃砖与三棱镜比较,类别,项目,平行玻璃砖,三棱镜,结构,上下表面是平行的,横截面为三角形,对光线的作用,通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向，但要发生侧移,通过棱镜的光线经两次折射后，出射光线向棱镜底面偏折,152.平行玻璃砖与三棱镜比较类别平行玻璃砖三棱镜结构上下表,16,类别,项目,平行玻璃砖,三棱镜,讨论,侧移距离,d,的大小取决于平行板的厚度,h,，平行板介质的折射率,n,和光线的入射角,1,，,d,h,sin,1,偏折角,跟棱镜的材料有关折射率越大，偏折角越大因同一介质对各种色光的折射率不同，所以各种色光的偏折角也不同，形成色散现象,应用,实例,测定玻璃的折射率,全反射棱镜，改变光的行进方向,16类别平行玻璃砖三棱镜讨论侧移距离d的大小取决于平行板的厚,17,【名师点睛】,不同颜色的光频率不同，在同一种介质中的折射率、光速也不同，发生全反射现象的临界角也不同,例,3.,频率不同的两束单色光,1,和,2,以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图所示下列说法正确的是,(,),A,单色光,1,的波长小于单色光,2,的波长,B,在玻璃中单色光,1,的传播速度大于单色光,2,的传播速度,17【名师点睛】不同颜色的光频率不同，在同一种介质中的折射,18,C,单色光,1,通过玻璃板所需的时间小于单色光,2,通过玻璃板所需的时间,D,单色光,1,从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光,2,从玻璃到空气的全反射临界角,18C单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所,19,例,4.,如图所示，一束截面为圆形,(,半径为,R,),的平行复色光垂直射向一玻璃半球的平面，经折射后在屏幕,S,上形成一个圆形彩色亮区已知玻璃半球的半径为,R,，屏幕,S,至球心的距离为,D,(,D,3,R,),，不考虑光的干涉和衍射，试问：,19例4.如图所示，一束截面为圆形(半径为R)的平行复色光垂,20,(1),在屏幕,S,上形成的圆形亮区的最外侧是什么颜色？,(2),若玻璃半球对,(1),中色光的折射率为,n,，请你求出圆形亮区的最大半径,【思路点拨】,解答此题应把握以下两点：,(1),依据不同色光的折射率分析外侧色光,(2),作出边界光线的传播光路，据光的全反射及相关几何知识求解最大半径,20(1)在屏幕S上形成的圆形亮区的最外侧是什么颜色？,21,(1),由于紫光频率最大，折射率最大，偏折角最大，故最外侧为紫色,(2,分,),(2),如图所示，紫,光刚要发生全反射时的临,界光线射在屏幕,S,上的点,E,到亮区中心,G,的距离,r,就是,所求最大半径,21(1)由于紫光频率最大，折射率最大，偏折角最大，故最外侧,22,22,23,【,模拟练习,】,23【模拟练习】,24,1,一束光从介质,1,进入介质,2,，方向如图所示，下列对于,1,、,2,两种介质的光学属性的判断正确的是,(,B,),A,介质,1,是光疏介质,B,介质,1,的折射率大,C,光在介质,1,中的传播速度大,D,光在介质,1,中的频率大,2,如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源,S,，它发出,a,、,b,两种不同颜色的光，在水面上形成一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为一圆形的由,a,、,b,两种单色光所构成的复合色区域，周边为一环状区域，且为,a,光的颜色,(,如图乙所示,),则以下说法中正确的是,(,C,),241一束光从介质1进入介质2，方向如图所示，下列对于1、,25,A,水对,a,光的折射率比对,b,光的大,B,a,光在水中的传播速度比,b,光的小,C,a,光的频率比,b,光的小,D,a,光在水中的传播频率比在空气中的小,25A水对a光的折射率比对b光的大,26,4.,如图所示，玻璃砖的厚度为,h,，折射率为,n,，将其放于桌面的书上，透过玻璃砖从正上方观看桌上书中的字，字的像提高了多少？,264.如图所示，玻璃砖的厚度为h，折射率为n，将其放于桌面,27,【,真题再现,】,1.,（,2012,北京理综）一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的（）,A,速度变慢，波长变短,B,速度不变，波长变短,C,频率增高，波长变长,D,频率不变，波长变长,【,答案,】,：,A,【,解析,】,：一束单色光经由空气射入玻璃，这束光的速度变慢，波长变短，频率不变，选项正确。,27【真题再现】1.（2012北京理综）一束单色光经由空,28,28,29,29,30,30,31,31,32,32,