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高中物理新人教版 選修３- 4系列課件,13.7《全反射》,教學目標,一、知識目標 1.知道什么是光疏介質(zhì)，什么是光密介質(zhì)；2.理解光的全反射；3.理解臨界角的概念，能判斷是否發(fā)生全反射，并能解決有關(guān)的問題；4.知道光導(dǎo)纖維及其應(yīng)用. 二、能力目標 1.會定性畫出光疏介質(zhì)進入光密介質(zhì)或從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)時的光路圖. 2.會判斷是否發(fā)生全反射并畫出相應(yīng)的光路圖. 3.會用全反射解釋相關(guān)的現(xiàn)象. 4.會計算各種介質(zhì)的臨界角.,三、德育目標 1.體會本節(jié)實驗中“讓入射光正對半圓形玻璃磚中心從曲面入射”是在設(shè)計實驗時設(shè)計者為突出主要矛盾而控制實驗條件達到略去次要矛盾的高明做法；2.通過對蜃景現(xiàn)象的學習再次明確一切迷信或神話只不過是在人們未能明了科學真相時才托付于自然力的一種做法. ●教學重點：全反射條件，臨界角概念及應(yīng)用. ●教學難點：臨界角概念、臨界條件時的光路圖及解題. ●教學方法：本節(jié)課主要采用實驗觀察、猜想、印證、歸納的方法得出全反射現(xiàn)象的發(fā)生條件、臨界角概念等，對閱讀材料“蜃景”補充了錄像資料或CAI課件，使其有更生動的感性認識. ●教學用具：光學演示儀（由激光發(fā)生器、帶量角度的豎直面板、半圓形玻璃磚等組合）,不同介質(zhì)的折射率不同，我們把折射率較小的介質(zhì)稱為光疏介質(zhì)，折射率較大的介質(zhì)稱為光密介質(zhì)．光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是相對的．,全反射,介質(zhì) 1,空氣,介質(zhì)2,介質(zhì)1相對介質(zhì)2是光疏介質(zhì),,,介質(zhì)1與介質(zhì)2相對空氣都是光密介質(zhì),θ2,θ3,＞,,,,n１,＜,n2,,既然光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，折射角大于入射角，由此可以預(yù)料，當入射角增大到一定程度時，折射角就會增大到90°．,,,,折射角θ2 為90°時，會發(fā)生什么情況？,,光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，同時發(fā)生反射和折射，折射角大于入射角，隨著入射角的增大，反射光線越來越強，折射光線越來越弱，當折射角增大到90°時，折射光線完全消失，只剩下反射光線，這種現(xiàn)象叫做全反射．,,,,折射角θ2 為90°時，發(fā)生全反射現(xiàn)象．,,,,,,,,θ1,,θ3,光密介質(zhì),N,N',A,O,C,光疏介質(zhì),,在研究全反射現(xiàn)象中，剛好發(fā)生全反射的，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．臨界角用C 表示,,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．,θ1 ≥ 臨界角,發(fā)生全反射現(xiàn)象,,,,,,折射角等于90°時的入射角叫做臨界角，用符號C 表示．光從折射率為n的某種介質(zhì)射到空氣(或真空)時的臨界角C 就是折射角等于90°時的入射角，根據(jù)折射定律可得：,因而 ：,發(fā)生全反射的條件,① 光從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)；,② 入射角等于或大于臨界角．,光導(dǎo)纖維, 全反射現(xiàn)象是自然界里常見的現(xiàn)象，我們常聽到的“光纖通信”就是利用了全反射的原理，為了說明光導(dǎo)纖維對光的傳導(dǎo)作用，我們做下面的實驗．,彎曲的玻璃棒能傳光,,,光導(dǎo)纖維是非常細的特制玻璃絲，直徑只有幾微米到幾百微米之間，由內(nèi)芯與外套兩層組成．內(nèi)芯的折射率比外套的大，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面上發(fā)生全反射．,,,把光導(dǎo)纖維聚集成束，使其兩端纖維排列的相對位置相同，圖像就可以從一段傳到另一端了．,光導(dǎo)纖維,,,光導(dǎo)纖維的用途很大，醫(yī)學上將其制成內(nèi)窺鏡，用來檢查人體內(nèi)臟的內(nèi)部,內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu),,光導(dǎo)纖維在醫(yī)學上的應(yīng)用,光導(dǎo)纖維的用途很大，通過它可以實現(xiàn)光纖通信．,光纖,,光纖通信的主要優(yōu)點是容量大、衰減小、抗干擾性強．雖然光纖通信的發(fā)展歷史只有20多年的，但是發(fā)展的速度是驚人的．,全反射棱鏡,,1、光線由AB面垂直入射，在AC面發(fā)生全反射，垂直由BC面出射．,橫截面是等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡,,2、光線由AC面垂直入射，在AB、 BC面發(fā)生兩次全反射，垂直由AC面出射．,,變化90 °,變化180 °,,全反射棱鏡,,在光學儀器里，常用全反射棱鏡來代替平面鏡，改變光的傳播方向．望遠鏡為了提高倍數(shù)，鏡筒要很長，通過使用全反射棱鏡能夠縮短鏡筒的長度．,全反射棱鏡,,,,,一般的平面鏡都是在玻璃的后面鍍銀，我們在以前討論平面鏡成像都只考慮這個銀面的反射，實際上由于平面鏡玻璃的前表面對光線的反射，形成多個虛像，其中第一次被玻璃前表面反射而形成的虛像S?是最明亮的．,,平面鏡玻璃的前表面,,平面鏡玻璃的后表面,全反射棱鏡,,對于精密的光學儀器，如照相機、望遠鏡、顯微鏡等，就需要用全反射棱鏡代替平面鏡，以消除多余的像． 當然，如果在玻璃的前表面鍍銀，就不會產(chǎn)生多個像，但是前表面鍍銀，銀面容易脫落．,