人教版高中物理选修3-4课件：13.7《全反射》.ppt

1、七、全反射七、全反射 人接收的信息有人接收的信息有90来自眼睛看到的光来自眼睛看到的光;光给了我们多姿多彩的世界光给了我们多姿多彩的世界. 不同介质的折射率不同，我们把折射率较不同介质的折射率不同，我们把折射率较 小的介质称为光疏介质，折射率较大的介质称为光密介小的介质称为光疏介质，折射率较大的介质称为光密介 质质光疏介质和光密介质是相对的光疏介质和光密介质是相对的 1 3 N N A O B 1 2 空气空气 N N A O B 全反射全反射 介质介质 1 空气空气 介质介质2 介质介质1 1相对介质相对介质2 2是光疏介质是光疏介质 介质介质1 1与介质与介质2 2相对空气都是光密介质相对

2、空气都是光密介质 2 3 n n2 既然光由光密介质射入光疏介质时，折射角大既然光由光密介质射入光疏介质时，折射角大 于入射角，由此可以预料，当入射角增大到一定程于入射角，由此可以预料，当入射角增大到一定程 度时，折射角就会增大到度时，折射角就会增大到9090 1 2 介质介质 N N A O B 空气空气 1 2 介质介质 N N A O B 空气空气 折射角折射角 2 2 为为9090时，会发生什么情况？时，会发生什么情况？ ，同时发生反射同时发生反射 和折射和折射，折射角大于入射角折射角大于入射角，随着入射角的增大随着入射角的增大， 反射光线越来越强反射光线越来越强，折射光线越来越弱折射

3、光线越来越弱，当折射角当折射角 增大到增大到9090时时，折射光线完全消失折射光线完全消失，只剩下反射光只剩下反射光 线线，这种现象叫做这种现象叫做全反射全反射 折射角折射角 2 2 为为9090时，发生全反射现象时，发生全反射现象 1 3 介质介质 N N A O C 空气空气 1 2 介质介质 N N A O B 空气空气 3 C 1 3 光密介质光密介质 N N A O C 光疏介质光疏介质 在研究全反射现象中，刚好发生全反射的，在研究全反射现象中，刚好发生全反射的， 即折射角等于即折射角等于9090时的入射角是一个很重要的物理时的入射角是一个很重要的物理 量，叫做临界角临界角用量，叫做

4、临界角临界角用C 表示表示 光密介质射入光密介质射入 光疏介质光疏介质时，如果入射角等时，如果入射角等 于或大于临界角，就发生全于或大于临界角，就发生全 反射现象反射现象 1 临界角临界角 发生全反射现象发生全反射现象 折射角等于折射角等于9090时的入射角叫做临界角时的入射角叫做临界角，用符用符 号号C C 表示表示光从折射率为光从折射率为n n的某种介质射到空气的某种介质射到空气( (或或 真空真空) )时的临界角时的临界角C C 就是折射角等于就是折射角等于9090时的入射角时的入射角， 根据折射定律可得：根据折射定律可得： n CC sin 1 sin 90sin 因而因而 ： n C

5、 1 sin 发生全反射的条件发生全反射的条件 光从光密介质进入光疏介质；光从光密介质进入光疏介质； 入射角等于或大于临界角入射角等于或大于临界角 光导纤维光导纤维 全反射现象全反射现象 是自然界里常见的是自然界里常见的 现象，我们常听到现象，我们常听到 的“光纤通信”就的“光纤通信”就 是利用了全反射的是利用了全反射的 原理，为了说明光原理，为了说明光 导纤维对光的传导导纤维对光的传导 作用，我们做下面作用，我们做下面 的实验的实验 弯曲的玻璃棒能传光弯曲的玻璃棒能传光 特制玻璃丝，直径只有几特制玻璃丝，直径只有几 微米到几百微米之间，由微米到几百微米之间，由 内芯与外套两层组成内内芯与外套

6、两层组成内 芯的折射率比外套的大，芯的折射率比外套的大， 光传播时在内芯与外套的光传播时在内芯与外套的 界面上发生全反射界面上发生全反射 把光导纤维聚集成束，把光导纤维聚集成束， 使其两端纤维排列的相对使其两端纤维排列的相对 位置相同，图像就可以从位置相同，图像就可以从 一段传到另一端了一段传到另一端了 光光 导导 纤纤 维维 光导纤维的用途很大，医学上将其制成内窥镜，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用来检查人体内脏的内部 内窥镜的结构内窥镜的结构 光导纤维在光导纤维在 医学上的应用医学上的应用 光导纤维的用途很大，通过它可以实现光纤通信光导纤维的用途很大，通

7、过它可以实现光纤通信 光纤光纤 、衰减小衰减小、抗干扰性抗干扰性 强强虽然光纤通信的发展历史只有虽然光纤通信的发展历史只有2020多年的多年的，但是发展的但是发展的 速度是惊人的速度是惊人的 全反射棱镜全反射棱镜 1、光线由、光线由AB面垂直入射，面垂直入射， 在在AC面发生全反射，垂直面发生全反射，垂直 由由BC面出射面出射 横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜 2、光线由、光线由AC面垂直入射，面垂直入射， 在在AB、 BC面发生两次全面发生两次全 反射，垂直由反射，垂直由AC面出射面出射 变化变化90 90 变化变化180 180 全反射棱镜全

8、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使用全反射棱镜能够缩短镜筒的长度 全反射棱镜全反射棱镜 讨论平面镜成像都只考虑这个银面的反射，实际上由于平讨论平面镜成像都只考虑这个银面的反射，实际上由于平 面镜玻璃的前表面对光线的反射，形成多个虚像，其中第面镜玻璃的前表面对光线的反射，形成多个虚像，其中第 一次被玻璃前表面反射而形成的虚像一次被玻璃前表面反射而形成的虚像S S 是最明亮的是最明亮的 平面镜玻璃的前表面平面镜玻璃的前表面 平面镜玻璃的后表面平面镜玻璃的后表面 全反射棱镜全反射棱镜 对于精密的光学仪器对于精密的光学仪器，如照相机如照相机、望远镜望远镜、显显 微镜等微镜等，就需要用全反射棱镜代替平面镜就需要用全反射棱镜代替平面镜，以消除以消除 多余的像多余的像 当然当然，如果在玻璃的前表面镀银如果在玻璃的前表面镀银，就不会产生就不会产生 多个像多个像，但是前表面镀银但是前表面镀银，银面容易脱落银面容易脱落