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高中物理第十三章第2課《全反射》(選修3-4)

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課堂提問

課程內(nèi)容
高中物理第十三章第2課《全反射》(選修3-4)

復(fù)習(xí):
1.光的折射定律的內(nèi)容是什么?
①折射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi);
②折射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè)
③入射角的正弦和折射角的正弦正正比
2.什么叫介質(zhì)的折射率?它的數(shù)學(xué)表達式是什么?
光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時,入射角θ1的正弦與折射角θ2的正弦的比值,叫做這種介質(zhì)的折射率
sinθ1/sinθ2=n
3.光介質(zhì)的折射率跟光在其中的傳播速度的關(guān)系式是什么?
n=c/v
一、介質(zhì)分類:在各種不同的介質(zhì)中,光的折射率不同
1.光密介質(zhì):折射率較大的介質(zhì)
2.光疏介質(zhì):折射率較小的介質(zhì)
注意:不要把光疏介質(zhì)、光密介質(zhì)與介質(zhì)密度的大小混為一談,不能認為光密介質(zhì)的密度一定大于光疏介質(zhì)的密度。例如酒精的折射率是1.36,水的折射率是1.33,酒精對水來說是光密介質(zhì),但是酒精的密度比水的密度小。
由折射定律可知,光由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)(例如由空氣射入水)時,折射角小于入射角;光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)(例如由水射入空氣)時,折射角大于入射角。
既然光從光密介質(zhì)(如水)射入光疏介質(zhì)(如空氣)時折射角大于入射角,隨著入射角的增大,折射角也會隨之增大,如果入射角不斷增大,那么會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢?

此時剛好發(fā)生全反射現(xiàn)象,折射角等于90°,折射光完全消失,只剩下反射光,此時的入射角C叫做臨界角,當光線從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時,如果入射角等于或大于臨界角,就發(fā)生全反射現(xiàn)象。
二、全反射
1.定義:(當光從玻璃射向空氣時,一部分光從分界面上折射到空氣中,一部分光反射回玻璃內(nèi),逐漸增大入射角,會看到折射光離發(fā)現(xiàn)越來越遠,而且越來越弱,反射光卻越來越強。)當入射角增大到某一角度,使折射角達到90°時,折射光線完全消失,只剩下反射光,這種現(xiàn)象叫做全反射。
2.在研究全反射現(xiàn)象中,剛好發(fā)生全反射,即折射角等于90°時的入射角是一個很重要的物理量,叫做臨界角C
3.臨界角C是折射角等于90°時的入射角,據(jù)折射定律及光路可逆性可計算出光從介質(zhì)射入空氣時,C和折射率的關(guān)系:
n=sin90°/sinC=1/sinC
即sinC=1/n
4.產(chǎn)生全反射現(xiàn)象的條件:
①光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)
②入射角≥臨界角
連連看
已知某種玻璃的折射率為1.5,那么當光線從此玻璃中射向空氣的時候,要想發(fā)生全反射現(xiàn)象,則光線的入射角應(yīng)滿足怎樣的條件?
解:首先,光從玻璃射向空氣,滿足“光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)”的條件,而發(fā)生光的全反射現(xiàn)象的另一條件是:
入射角≥臨界角
據(jù)sinC=1/n可知,C=arcsin(1/1.5)≈42°
所以當入射角滿足0≥42°,就會發(fā)生全反射現(xiàn)象
二、全反射應(yīng)用
1.全反射棱鏡:(截面為等腰直角三角形的棱鏡)


2.光導(dǎo)纖維(演示)
A、原理:利用全反射原理
B、作用:改變光路
C、優(yōu)越性:反光率光,接近達到100%,成像失真小
D、應(yīng)用:精密昂貴的光學(xué)儀器中,比方說顯微鏡,單反相機,潛望鏡,望遠鏡....
小結(jié):
1.光疏介質(zhì)、光密介質(zhì)
2.全反射
定義
臨界角C
全反射的產(chǎn)生條件
3.全反射原理的應(yīng)用實例

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趙老師

男,中教高級職稱

長期從事高中物理教學(xué)工作,教學(xué)思路清晰,善于舉一反三,使學(xué)生能更好理解并掌握知識點。

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