高中物理教科版選修3-4課件：第4章第3節(jié)《光的全反射》

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歡迎進入物理課堂 第3節(jié)光的全反射 學習目標 1 知道光密介質(zhì)和光疏介質(zhì) 理解光的全反射現(xiàn)象 2 知道全反射的條件 能應用全反射條件解決有關(guān)問題 3 初步了解光導纖維的工作原理和光纖在生產(chǎn) 生活中的應用 重點難點 1 解釋全反射現(xiàn)象 發(fā)生全反射時臨界角的計算 2 能判斷是否發(fā)生全反射 并能進行相關(guān)計算 第3節(jié) 核心要點突破 課堂互動講練 知能優(yōu)化訓練 課前自主學案 課標定位 課前自主學案 一 全反射現(xiàn)象1 光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)光的傳播速度 的介質(zhì) 即折射率大的介質(zhì)叫 介質(zhì) 兩種介質(zhì)相比較 光的傳播速度 的介質(zhì) 即折射率小的介質(zhì)叫 介質(zhì) 2 全反射現(xiàn)象 光從 射到 的界面時 全部被反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象 較小 光密 較大 光疏 光密介質(zhì) 光疏介質(zhì) 思考感悟夏季的早晨 從某一方向看到植物葉子上的露珠格外明亮 玻璃中的氣泡從側(cè)面看也特別明亮 這是什么道理呢 提示 這是因為在露珠和葉子的界面上發(fā)生了光的全反射現(xiàn)象 圖4 3 1 二 全反射的條件1 發(fā)生全反射的條件 1 光線從 介質(zhì)射入 介質(zhì) 2 入射角 臨界角 2 臨界角C折射角等于 時的 角叫做臨界角 光密 光疏 大于或等于 90 入射 三 光導纖維和光纖工作原理1 光導纖維對光的傳導原理 利用了 原理 2 光導纖維的構(gòu)造光導纖維是非常細的特制玻璃絲 直徑從幾微米到幾十微米之間 由內(nèi)芯和外層透明介質(zhì)兩層組成 內(nèi)芯的折射率比外套的 光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生 全反射 大 全反射 3 光導纖維的應用 光纖通信光纖通信先將 信號轉(zhuǎn)換為 信號 利用光纖把 信號輸出 到接收端再將光信號還原為聲音信號 4 光纖通信的主要優(yōu)點 大 衰減小 強 傳輸速率高 聲音 光 光 容量 抗干擾能力 核心要點突破 一 對光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)的理解1 相對性光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是相對而言的 并沒有絕對的意義 例如 水晶 n 1 55 對玻璃 n 1 5 是光密介質(zhì) 而對金剛石來說 n 2 427 就是光疏介質(zhì) 同一種介質(zhì)到底是光疏介質(zhì)還是光密介質(zhì) 是不確定的 2 對光路的影響由折射定律n1sini n2sinr可知 光若從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)時 折射角大于入射角 反之 光由光疏介質(zhì)進入光密介質(zhì)時 折射角小于入射角 即光在折射率越大的介質(zhì)中傳播時 越靠近法線 在折射率越小的介質(zhì)中傳播時 越遠離法線 3 對光速的影響由v 可知 同一束光在光密介質(zhì)中傳播速度比在光疏介質(zhì)中要小 4 與密度無關(guān)光疏和光密是從介質(zhì)的光學特性來說的 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質(zhì) 即時應用 即時突破 小試牛刀 下列說法正確的是 A 因為水的密度大于酒精的密度 所以水是光密介質(zhì)B 因為水的折射率小于酒精的折射率 所以水對酒精來說是光疏介質(zhì)C 同一束光 在光密介質(zhì)中的傳播速度較大D 同一束光 在光密介質(zhì)中的傳播速度較小解析 選BD 因為水的折射率為1 33 酒精的折射率為1 36 所以水對酒精來說是光疏介質(zhì) 由v c n可知 光在光密介質(zhì)中的速度較小 二 全反射的理解及求解的基本思路1 對全反射的理解 1 光的全反射是光從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)時 折射光線消失 只剩下反射光線的現(xiàn)象 2 全反射是光的折射的特殊現(xiàn)象 光的反射定律適用于全反射 3 發(fā)生全反射的條件是 光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì) 且入射角大于等于臨界角 4 極限方法的正確運用是解決全反射問題的關(guān)鍵 全反射棱鏡與光導纖維的分析需結(jié)合實際問題 畫出光路圖 借助幾何關(guān)系分析解釋 課堂互動講練 如圖4 3 2 光線由空氣透過半圓形玻璃磚的光路圖中 正確的是 玻璃的折射率為1 5 圖4 3 2 A 圖乙 丁B 圖甲 丁C 圖乙 丙D 圖甲 丙 答案 A 方法總結(jié) 正確運用全反射的條件 畫出光路圖 求出臨界角 再判斷是否能發(fā)生全反射 是解決全反射問題的關(guān)鍵 據(jù)報道 2010年廣州亞運會 光纖通信網(wǎng)覆蓋所有亞運場館 為各項比賽提供了安全可靠的通信服務 光纖通信利用光的全反射將大量信息高速傳輸 如圖4 3 3所示 一條圓柱形的光導纖維 長為L 它的玻璃芯的折射率為n1 外層材料的折射率為n2 光從一端射入經(jīng)全反射后從另一端射出所需的最長時間為t 請?zhí)骄糠治鲆韵聠栴} 1 n1和n2的大小關(guān)系 2 最長時間t的大小 圖中標的 為全反射的臨界角 其中sin n2 n1 圖4 3 3 知能優(yōu)化訓練 本部分內(nèi)容講解結(jié)束 點此進入課件目錄 按ESC鍵退出全屏播放 謝謝使用 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全