物理：第3节《光的全反射》课件（教科版选修3-4）

欢迎进入物理课堂 第3节光的全反射 学习目标 1 知道光密介质和光疏介质 理解光的全反射现象 2 知道全反射的条件 能应用全反射条件解决有关问题 3 初步了解光导纤维的工作原理和光纤在生产 生活中的应用 重点难点 1 解释全反射现象 发生全反射时临界角的计算 2 能判断是否发生全反射 并能进行相关计算 第3节 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 课前自主学案 课标定位 课前自主学案 一 全反射现象1 光密介质和光疏介质光的传播速度 的介质 即折射率大的介质叫 介质 两种介质相比较 光的传播速度 的介质 即折射率小的介质叫 介质 2 全反射现象 光从 射到 的界面时 全部被反射回原介质的现象 较小 光密 较大 光疏 光密介质 光疏介质 思考感悟夏季的早晨 从某一方向看到植物叶子上的露珠格外明亮 玻璃中的气泡从侧面看也特别明亮 这是什么道理呢 提示 这是因为在露珠和叶子的界面上发生了光的全反射现象 图4 3 1 二 全反射的条件1 发生全反射的条件 1 光线从 介质射入 介质 2 入射角 临界角 2 临界角C折射角等于 时的 角叫做临界角 光密 光疏 大于或等于 90 入射 三 光导纤维和光纤工作原理1 光导纤维对光的传导原理 利用了 原理 2 光导纤维的构造光导纤维是非常细的特制玻璃丝 直径从几微米到几十微米之间 由内芯和外层透明介质两层组成 内芯的折射率比外套的 光传播时在内芯与外套的界面上发生 全反射 大 全反射 3 光导纤维的应用 光纤通信光纤通信先将 信号转换为 信号 利用光纤把 信号输出 到接收端再将光信号还原为声音信号 4 光纤通信的主要优点 大 衰减小 强 传输速率高 声音 光 光 容量 抗干扰能力 核心要点突破 一 对光疏介质和光密介质的理解1 相对性光疏介质和光密介质是相对而言的 并没有绝对的意义 例如 水晶 n 1 55 对玻璃 n 1 5 是光密介质 而对金刚石来说 n 2 427 就是光疏介质 同一种介质到底是光疏介质还是光密介质 是不确定的 2 对光路的影响由折射定律n1sini n2sinr可知 光若从光密介质进入光疏介质时 折射角大于入射角 反之 光由光疏介质进入光密介质时 折射角小于入射角 即光在折射率越大的介质中传播时 越靠近法线 在折射率越小的介质中传播时 越远离法线 3 对光速的影响由v 可知 同一束光在光密介质中传播速度比在光疏介质中要小 4 与密度无关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 即时应用 即时突破 小试牛刀 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解析 选BD 因为水的折射率为1 33 酒精的折射率为1 36 所以水对酒精来说是光疏介质 由v c n可知 光在光密介质中的速度较小 二 全反射的理解及求解的基本思路1 对全反射的理解 1 光的全反射是光从光密介质进入光疏介质时 折射光线消失 只剩下反射光线的现象 2 全反射是光的折射的特殊现象 光的反射定律适用于全反射 3 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 4 极限方法的正确运用是解决全反射问题的关键 全反射棱镜与光导纤维的分析需结合实际问题 画出光路图 借助几何关系分析解释 课堂互动讲练 如图4 3 2 光线由空气透过半圆形玻璃砖的光路图中 正确的是 玻璃的折射率为1 5 图4 3 2 A 图乙 丁B 图甲 丁C 图乙 丙D 图甲 丙 答案 A 方法总结 正确运用全反射的条件 画出光路图 求出临界角 再判断是否能发生全反射 是解决全反射问题的关键 据报道 2010年广州亚运会 光纤通信网覆盖所有亚运场馆 为各项比赛提供了安全可靠的通信服务 光纤通信利用光的全反射将大量信息高速传输 如图4 3 3所示 一条圆柱形的光导纤维 长为L 它的玻璃芯的折射率为n1 外层材料的折射率为n2 光从一端射入经全反射后从另一端射出所需的最长时间为t 请探究分析以下问题 1 n1和n2的大小关系 2 最长时间t的大小 图中标的 为全反射的临界角 其中sin n2 n1 图4 3 3 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全