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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(xué)目標(biāo),一、知識目標(biāo) 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(biāo) 1.會定性畫出光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)或從光密介質(zhì)進(jìn)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(biāo) 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(dá)到略去次要矛盾的高明做法；2.通過對蜃景現(xiàn)象的學(xué)習(xí)再次明確一切迷信或神話只不過是在人們未能明了科學(xué)真相時才托付于自然力的一種做法. ●教學(xué)重點：全反射條件，臨界角概念及應(yīng)用. ●教學(xué)難點：臨界角概念、臨界條件時的光路圖及解題. ●教學(xué)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(rèn)識. ●教學(xué)用具：光學(xué)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(jìn)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(xì)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(xué)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(xué)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(xué)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(yuǎn)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(xué)儀器，如照相機、望遠(yuǎn)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(dāng)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．,