§13.7 §13.7 全反射全反射97.60

作者：李桂海 单位：瑞金第一中学

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

教学目标：

一、光疏介质和光密介质光疏介质 ------ 折射率较小的介质光密介质 ------ 折射率较大的介质

““ 疏”和“密”是相对而言的 疏”和“密”是相对而言的

金刚石 2.42 酒 精 1.36 水 1.3

3

““ 光疏”和“光密”与物质密度不能混同光疏”和“光密”与物质密度不能混同

训练：画出下列两种情形的光路图O

N

空气

N'

水N'

O

N

水空气

总结：光由光疏 光密，入射角大于折射角光由光密 光疏，入射角小于折射角

思考与讨论： 光由玻璃射入空气中，当入射角增大到一定程度时，折射角就会增大到900 ，如果入射角再增大，那会出现什么现象呢？

N'

N

O玻璃空气

N

O

N'

玻璃空气

二、全反射

发生全反射的条件光从光密介质射入光疏介质 入射角等于或大于临界角

1 、全反射概念：光从光密 光疏 , 当入射角增大到某一角度 , 使折射角达到 900

时 , 折射光完全消失，只剩反射光，这种现象叫全反射，这时的入射角叫临界角。

2 、临界角 C 的计算 N

O

N'

水空气

C

CCn

sin1

sin90sin

nC 1sin n

C 1arcsin

nC 1arcsin

训练：某介质的折射率为 ，一束光由介质射入空气，当入射角为 30° 时，折射角多大？当入射角为 60° 时，折射角多大？2

解析：临界角 C 和折射率 n的关系n

C 1sin

∴ C=450

N

O

N'

介质空气

当入射角 时，折射角01 60 0

2 90

02 45当入射角 时，折射角0

1 30

三、全反射的应用1 、全反射棱镜

训练：在水中的鱼看来，岸上的所有景物，都出现在一个倒立的圆锥里，为什么？

2 、光导纤维

内芯外套

内芯的折射率比外套的大

实验：水流导光

训练：若光导纤维折射率为 n ，在端面上入射光满足什么条件，才能使光在光导纤维中恰好发生全反射？

Cn cossin

sinsin 1

2

1

解析： θ2 +C=900

CnCn 21 sin1cossin

11sin 211 2 nn

n

θ1

θ2C

1arcsin 21 n

光纤通讯优点是容量大、衰减小、抗干扰强

3 、光导纤维其它用途 医学上将其制成内窥镜，用来检查人体内脏的内部。内窥镜的结构

光导纤维在医学上的应用

4 、光纤生产

一、光疏介质与光密介质二、全反射

1 、 全反射2 、 临界角3 、 发生全反射的条件4 、 临界角的计算三、全反射应用

作业：1 、通过查阅资料，同学们试着解释沙漠中和海平面上的海市蜃楼现象

沙漠 海面

2 、问题与练习第 5 题

作品说明1 、使用范围：适用于新课改后的高中物理选修 3—4 的教学2 、作者信息：李桂海，瑞金第一中学物理教师，多次参加新课改物理教学交流，发表的论文《当前多媒体技术在中学物理教学中的应用研究》获江西省一等奖。3 、参阅资料：《全反射》教案、《中学物理教师》、《中学物理教育学》等