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1、光 的 全 反 射教 学 目 标 ：1、 理 解 光 的 全 反 射 现 象2、 掌 握 临 界 角 的 概 念 和 发 生 全 反 射 的 条 件3、 了 解 全 反 射 现 象 的 应 用说 明 ：有 关 临 界 角 目 前 高 考 中 的 要 求 是 理 解 其概 念 ， 知 道 计 算 式 ， 而 不 要 求 会 利 用 临界 角 的 公 式 进 行 有 关 计 算 ， 请 同 学 们 酌情 处 理 问 ： 光 从 一 种 介 质 进 入 另 一 种 介 质 时 会 发生 什 么 现 象 呢 ？ 一 般 ， 光 从 一 种 介 质 进 入 另 一种 介 质 时 会 发 生 折 射 现
2、象 ， 还 有 反射 现 象 。 光 路 图 如 下 ：H 2O Siir 假 设 水 中 有 一 个 可 以 移 动 激 光 器 S， 它 发 出的 光 线 从 水 射 向 空 ， 入 射 角 为 i， 反 射 角 为i， 折 射 角 为 r。 因 为 是 从 光 密 介 质 射 向 光疏 介 质 ， riH 2O Siir 当 S移 动 时 ， 入 射角 i增 大 ， 则 反 射角 和 折 射 角 都 增大当 入 射 角 增 大 到 C时 ， 折 射角 刚 好 增 达 到 90 0。C 下 面 让 我 们 通 过 演 示 实 验 ， 看 一 看 将 会 发 生什 么 现 象 。若 入 射
3、角 继 续 增 大 呢 ？实 验 ： 让 一 束 激 光 从 半 圆 形 玻 璃 砖 的 弧 面沿 半 径 射 到 AB界 面 的 O 点 。 （ 如 图 ）旋 转 玻 璃 砖 ， 改 变入 射 角 i， 我 们 可 以看 到 ： 入 射 角 i增 大 时 ， 折 射角 r也 增 大 ， 折 射 光 线越 来 越 暗 ， 反 射 光 线却 逐 渐 变 亮 ； 当 入 射角 i增 大 到 某 一 角 度 时 ，折 射 角 r达 到 900 ， 折射 光 线 就 完 全 消 失 了 ，只 剩 下 反 射 光 线 ， 这种 现 象 叫 全 反 射折 射 角 为 900时 的 入射 角 叫 做 临 界
4、 角 ， 用C表 示 。 可 见 ： 入 射 角 增 大 的 过 程 中 ，折 射 角 也 增 大 ， 这 是 一 个 量 变过 程 ； 当 入 射 角 达 到 临 界 角 和大 于 临 界 角 时 ， 就 引 起 质 变 ，出 现 了 全 反 射 现 象 。所 以 光 在 两 种 介 质 界 面 不 一 定 同 时存 在 着 反 射 和 折 射 现 象 。 光 导 纤 维 全 反 射 现 象是 自 然 界 里 常 见 的现 象 ， 我 们 常 听 到的 “ 光 纤 通 信 ” 就是 利 用 了 全 反 射 的原 理 ， 为 了 说 明 光导 纤 维 对 光 的 传 导作 用 ， 我 们 做
5、下 面的 实 验 弯 曲 的 玻 璃 棒 能 传 光 光 导 纤 维 是 非 常 细 的特 制 玻 璃 丝 ， 直 径 只 有 几微 米 到 几 百 微 米 之 间 ， 由内 芯 与 外 套 两 层 组 成 内芯 的 折 射 率 比 外 套 的 大 ，光 传 播 时 在 内 芯 与 外 套 的界 面 上 发 生 全 反 射 把 光 导 纤 维 聚 集 成 束 ，使 其 两 端 纤 维 排 列 的 相 对位 置 相 同 ， 图 像 就 可 以 从一 段 传 到 另 一 端 了 光 导 纤 维 光 导 纤 维 的 用 途 很 大 ， 医 学 上 将 其 制 成 内 窥 镜 ，用 来 检 查 人 体
6、 内 脏 的 内 部 内 窥 镜 的 结 构 光 导 纤 维 在医 学 上 的 应 用 光 导 纤 维 的 用 途 很 大 ， 通 过 它 可 以 实 现 光 纤 通信 光 纤 光 纤 通 信 的 主 要 优 点 是 容 量 大 、 衰 减 小 、 抗 干扰 性 强 虽 然 光 纤 通 信 的 发 展 历 史 只 有 20多 年 的 ，但 是 发 展 的 速 度 是 惊 人 的 请 同 学 们 思 考 下 面 几 个 问 题 ：1、 如 果 激 光 束 从 空 气 直 接 射 到 玻 璃 砖 的直 径 AB界 面 上 ， 还 会 不 会 发 生 全 反 射 ？2、 要 满 足 什 么 条 件
7、， 才 可 以 发 生 全 反 射呢 ？3、 对 于 某 种 介 质 ， 它 的 临 界 角 是 多 大 呢 ？ 思 考 得 怎 么 样 ？ 我 们 一 起 来 完 成 吧 。发 生 全 反 射 的 条 件 ：1、 光 必 须 从 光 密 介 质 射 向 光 疏 介 质2、 入 射 角 必 须 大 于 （ 或 等 于 ） 临 界 角临 界 角 ：设 某 种 介 质 的 折 射 率 为 n， 则 有 ：cn sin90sin 0 nc 1sin 【 例 】 如 图 所 示 ， EF和 MN是 长 方 形 玻 璃 砖 两 平 行 侧 面 ， 将 其置 于 空 气 中 ， 一 束 光 线 射 到 玻
8、 璃 砖 的 EF面 上 若 入 射 角 逐 渐增 大 到 靠 近 界 面 ， 关 于 能 否 发 生 全 反 射 的 判 断 ， 下 列 说 法 中正 确 的 是 ( ) A 在 EF面 上 不 可 能 ， 在 MN面 上 有 可 能 B 在 EF面 上 有 可 能 ， 在 MN面 上 不 可 能 C 在 EF和 MN面 上 都 有 可 能 D 在 EF和 MN面 上 都 不 可 能例 题 解 析 ： 解 ： 根 据 发 生 全 反 射 须 满 足 的 两 个 条 件 ， 光 在 EF面 是 空气 射 入 玻 璃 ， 即 是 从 光 疏 介 质 射 入 光 密 介 质 ， 不 可 能 发生
9、全 反 射 在 MN面 上 ， 光 是 从 玻 璃 射 向 空 气 ， 满 足 第 一个 条 件 ； 光 从 光 密 介 质 射 向 光 疏 介 质 ； 但 其 入 射 光 线 即是 光 线 通 过 EF界 面 后 的 折 射 光 线 故 其 入 射 角 i 的 大 小是 受 限 制 的 ， 如 图 乙 所 示 ， 由 于 i90 ， 据 折 射 定 律sini/sinr=n 有 sinr1/n， 即 rc， 又 据 平 面 几 何 知 识i =r， 即 也 有 i c， 不 满 足 发 生 全 反 射 的 第 二 个 条 件 ，所 以 在 MN界 面 上 也 不 能 发 生 全 反 射 正 确 的 选 项 为 D 注 意 发 生 全 反 射 的 两 个 条 件 缺 一 不 可 ， 其 中 任 何一 个 条 件 均 只 是 发 生 全 反 射 的 必 要 条 件 ， 不 是 充 分 条 件 ，只 有 同 时 满 足 这 两 个 条 件 才 能 发 生 全 反 射 你 还 知 道 哪 些 全 反 射 的 现 象 呢 ？
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