4.3 光的全反射 课件(共50张PPT) 2024-2025学年高一物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

(课件网) 这是一种蜃景现象 远方有一湾美丽的湖水，走向前去，那里却是一片荒漠 蜃景是怎样形成的 熏黑的铁球放入水中，为什么看上去会变得锃亮 学习了光的全反射 便能发现其中的奥秘 什么是全反射现象呢 下面我们通过实验来说明 观察全反射现象准备好一块半圆形玻璃砖、光屏和激光光源。如图 4-17 所示，用一束激光沿半圆形玻璃砖的半径射到直边上，让入射角由0逐渐增大，观察折射光和反射光，你会看到什么现象 由上面的实验可见，光从玻璃人射到空气中时， 折射角大于入射角，入射角逐渐增大， 反射光变强，折射光变弱， 当入射角增大到一定程度时， 折射光完全消失，全部光都被反射回玻璃内。 这种现象称为全反射现象。 在以上实验中，刚好发生全反射时的入射角，称为全反射的临界角。 当入射角趋近于临界角时，折射角趋近于 90°， 折射光强度趋近于0， 反射光强度与人射光强度几乎相等。 当入射角大于等于临界角时，就会发生全反射 光由不同的介质射入真空或空气时，临界角不同根据折射定律，光从折射率为n的某种介质进入真空或空气时的临界角C应满足 1 根据公式 sinC= 可求出不同介质的临界角。 钻石的临界角约为 24.4° 水的临界角约为 48.8° 而玻璃因制造材料的不同，临界角有较大的差异，一般在 30°—42° 介质的临界角越小，就越容易发生全反射。 上述实验中看到的全反射现象，是光从玻璃射入空气时产生的。 如果光从空气射入玻璃，其折射角小于入射角， 入射角再大，折射角也不会达到90°， 折射光始终存在，不会发生全反射现象。 光只有从折射率较大的介质射入折射率较小的介质时，才可能发生全反射现象。 对两种不同的介质，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质。 例如，水晶与水相比， 水晶为光密介质，水为光疏介质 水与空气相比， 水为光密介质，空气为光疏介质。 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。 例如，当光从水晶射入水时可能发生全反射，而光从水射入水晶时就不会发生全反射， 一束单色光从玻璃射入空气。 已知玻璃的折射率n=1.53，当入射角分别为50°、30 °时，光能否发生折射 若能，折射角为多大 先根据玻璃的折射率求出临界角，再比较入射角与临界角的大小，判断是否会出现全反射现象。 若出现全反射现象，折射光消失;若没有出现全反射现象，根据光的折射定律求解。 分析 光由玻璃射入空气，是由光密介质射入光疏介质，其临界角满足sin C= 代入数值得 C = 40° 50′ 当 i = 50 ° 时，i ＞ C，所以光将发生全反射，不会发生折射； 解 当 i = 30 ° 时，i ＜ C，所以光进入空气中发生折射现象。 由折射定律= 代入数值得r = 49° 54′ 玻璃的临界角一般在 30°～ 42°，题中关于全反射的判断结果是合理的。发生折射时，所求得的折射角大于入射角，结果合理。 讨论 光从其他介质射入真空或空气中，需比较入射角与临界角的大小，判断是否出现全反射现象。 临界角与光的颜色有关。某小区喷水池底部装有不同颜色的 LED灯，该灯可视为点光源，如图4-19 所示。若水池底部水平，水面平静，红光与紫光从水面上射出时所围成的面积哪个更大 “消失” 的硬币 在桌子上放一枚硬币，取一只玻璃杯，里面盛满水，然后把玻璃杯压在硬币上(图4-20)， 从杯壁看去，硬币不见了，但是从杯口向下望，硬币还在那里。 给玻璃杯底霞上一些水，再从杯壁看去，你会发现什么不同 请解释此现象。 2.全反射现象 全反射是自然界常见的现象。 当熏黑的铁球放入水中时球面和水之间形成空气层。 日光从水照射到空气层时，会有部分光发生全反射，球看上去就变得锃亮了。 同理，鱼缸中上升的气泡亮晶晶的，也 ... ...