高中物理 光的全反射 光導(dǎo)纖維及其應(yīng)用課件 魯科版選修3-4.ppt
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,,高中物理·選修3-4·魯科版,,,第2講 光的全反射 光導(dǎo)纖維及其應(yīng)用,[目標(biāo)定位] 1.知道光疏介質(zhì)、光密介質(zhì)、全反射、臨界角的概念.2.理解全反射的條件,能計(jì)算有關(guān)問題和解釋相關(guān)現(xiàn)象.3.了解光導(dǎo)纖維的工作原理和光導(dǎo)纖維在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用.4.知道全反射棱鏡的原理.,大于,折射,入射角,,,3.光疏介質(zhì)和光密介質(zhì) 折射率較 的介質(zhì)叫做光疏介質(zhì),折射率較 的介質(zhì)叫做光密介質(zhì). 4.發(fā)生全反射的條件:光由 介質(zhì)射入 介質(zhì),且入射角 臨界角.,小,大,光密,光疏,大于等于,想一想 當(dāng)光從水中射入玻璃的交界面時(shí),只要入射角足夠大就會(huì)發(fā)生全反射,這種說法正確嗎?為什么? 答案 不正確.要發(fā)生全反射必須光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì).而水相對(duì)玻璃是光疏介質(zhì),所以不管入射角多大都不可能發(fā)生全反射.,二、對(duì)全反射現(xiàn)象的解釋 1.全反射現(xiàn)象:海水的浪花呈白色、魚缸中上升的氣泡亮晶晶,在沙漠里看到的蜃景、炎熱夏天的路面格外明亮光滑. 2.全反射棱鏡 全反射棱鏡的截面為 三角形.它的反射性能比鍍銀的平面鏡 ,精密的光學(xué)儀器用它代替鍍銀平面鏡來反射光線.,直角等腰,更好,三、光導(dǎo)纖維及其應(yīng)用 1.光導(dǎo)纖維的工作原理 (1)光導(dǎo)纖維:把石英玻璃拉成直經(jīng)幾微米到幾十微米的細(xì)絲,然后再包上折射率比它 的材料,就制成了光導(dǎo)纖維,簡(jiǎn)稱光纖. (2)傳導(dǎo)原理:光纖一般由折射率較高的玻璃內(nèi)芯和折射率較低的外層透明介質(zhì)組成.光在光導(dǎo)纖維內(nèi)傳播時(shí),由光密介質(zhì)(n1)入射到光疏介質(zhì)(n2),若入射角 ,光就會(huì)在光纖內(nèi)不斷發(fā)生全反射.,小,i≥C,2.光纖通信 光導(dǎo)纖維具有質(zhì)地輕、彎曲自如、傳光效率高、抗機(jī)械振動(dòng)、耐腐蝕性好、能量損耗 、抗干擾能力 、保密性好等優(yōu)點(diǎn),光纖通信的容量比微波通信高103~104倍.,小,強(qiáng),一、對(duì)全反射的理解 1.對(duì)光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)的理解 (1)光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是相對(duì)而言的,并沒有絕對(duì)的意義. (2)光在光密介質(zhì)中的傳播速度比在光疏介質(zhì)中傳播速度?。?(3)光若從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)時(shí),折射角大于入射角;反之,光由光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)時(shí),折射角小于入射角. (4)光疏和光密是從介質(zhì)的光學(xué)特性來說的,并不是它的密度大?。?【例1】 關(guān)于全反射,下列敘述中正確的是 ( ) A.發(fā)生全反射時(shí)仍有折射光線,只是折射光線非常弱 B.光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí),一定會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象 C.光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí),可能不發(fā)生全反射現(xiàn)象 D.光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí),可能發(fā)生全反射現(xiàn)象,解析 發(fā)生全反射時(shí)折射光線的能量為零,折射光線消失,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤;發(fā)生全反射的條件是光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì),且入射角大于或等于臨界角,二者缺一不可,所以選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤.選項(xiàng)C正確. 答案 C,答案 D,二、全反射的應(yīng)用 1.全反射棱鏡 (1)特點(diǎn): ①當(dāng)光垂直于它的一個(gè)界面射入后,都會(huì)在其內(nèi)部發(fā)生全反射,與平面鏡相比,它的反射率很高. ②反射面不必涂敷任何反光物質(zhì),反射時(shí)失真?。?(2)全反射棱鏡改變光路的兩種常見情況.如圖4-2-1所示. 圖4-2-1,2.光導(dǎo)纖維 (1)原理:內(nèi)芯的折射率比外套大,光傳播時(shí)在內(nèi)芯和外套的界面上發(fā)生全反射. (2)優(yōu)點(diǎn):容量大,衰減小,抗干擾性強(qiáng)等. (3)應(yīng)用:光纖通訊,醫(yī)學(xué)上的內(nèi)窺鏡等.,【例2】 光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)如圖4-2-2所示,其內(nèi)芯和外套材料不同,光在內(nèi)芯中傳播,以下關(guān)于光導(dǎo)纖維的說法正確的是 ( ),圖4-2-2,A.內(nèi)芯的折射率比外套的大,光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射 B.內(nèi)芯的折射率比外套的小,光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射 C.內(nèi)芯的折射率比外套的小,光傳播時(shí)在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生折射 D.內(nèi)芯的折射率與外套的相同,外套的材料有韌性,可以起保護(hù)作用,解析 光導(dǎo)纖維的內(nèi)芯折射率大于外套的折射率,光在由內(nèi)芯射向外套時(shí),在其界面處發(fā)生全反射,從而使光在內(nèi)芯中傳播,A對(duì). 答案 A,【例3】 (2014·課標(biāo)Ⅱ)一厚度為h的大平板玻璃水平放置,其下表面貼有一半徑為r的圓形發(fā)光面.在玻璃板上表面放置一半徑為R的圓紙片,圓紙片與圓形發(fā)光面的中心在同一豎直線上.已知圓紙片恰好能完全遮擋住從圓形發(fā)光面發(fā)出的光線(不考慮反射),求平板玻璃的折射率.,解析 如圖,從圖形發(fā)光面邊緣的A點(diǎn)發(fā)出的一條光線射到玻璃上表面A′點(diǎn)恰好發(fā)生全反射,則由,,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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