3-4光的折射与全反射现象概要1.ppt

光的折射与全反射现象 一,同一种光在不同介质中的折射与全反射现象 原理：蜃景的形成是空气层密度分布不均匀， 　　　光在空气层中发生折射与全反射的原因． 2011年高考理综试题（全国卷） * 用光学知识来解释自然现象 ㈠蜃景的形成 ——大气中的光现象  　　中新网2004年3月16日电 ，15日上午11时30分左右(北京时间10时30分)，日本根室市职员谷口博之在北海道根室市海域的根室海峡上空，观测到了船悬于半空的海市蜃楼奇观，并将其拍摄下来。 　　中央电视台记者2001年9月12日沿着青藏公路经过海拔2675米的万长盐桥时，突然看到远处的戈壁上，有沙丘飘浮在天空中，在阳光和浮云的作用下，沙丘不断变幻着颜色，沙丘的周围是“波光粼粼的湖水”，水面映出清晰的倒影。 分析：为什么下现蜃景是倒立的，而上现蜃景 　　　却是正立的，它们各会在什么地方出现？ 为什么会发生“海市蜃楼”和“沙漠中的蜃景” 二,不同色光在同一介质中的折射与全反射现象 用光学知识来解释自然现象 ㈡彩虹的形成——水雾中的光现象  分析1:彩虹形成的原因是什么? 方法总结：折射率大的光线折射后偏离原方向　　 　　　　　的角度较大． 1. 虹的光路 分析2：彩虹中的颜色排列顺序 i O α 出射光与入射光的夹角：红光42°，紫光40° 彩虹的颜色排列顺序由内向外：紫－红 分析3：彩虹为什么是圆弧形的 　　以你为中心，以一定的张角可以观察到圆周上的小水滴折射来的光线． 注意:入射光的来源和观察者的位置 以你为中心，以42°的张角观察到的是红色半圆彩带 2.霓的光路 分析:光在水滴中折射的另一种光路 a b 太阳光 霓被称为是第二道彩虹或副虹（内向外：红－紫） （观察霓的张角是50°左右） 原理：彩虹的形成是白光中不同色光的折射率　　 　　　不同，在水滴中发生色散的原因． 试试看： 　太阳初升或夕阳西下时，你口中含水，背着太阳喷出，空中就会出现人造彩虹． 三, 光的全反射 光学知识在现代科技中的应用 光纤通信——⑴光的传播时间 　　　　　　⑵光的传播条件 全反射的应用实例 光导纤维 光导纤维内芯的折射率大于外层的折射率 原理：光纤通信是利用光的全反射来传达信息的 光导纤维： 光导纤维在医学上的应用 :内窥镜 [例题] ．一条折射率为n，长度为L的玻璃纤维置于空气中，若从Ａ端射入的光线能在玻璃纤维中发生全反射，最后从Ｂ端射出，如图所示，求： ⑴光由Ａ端射入到从Ｂ端射出经历的最长时间是多少？ ⑵光在Ａ面上入射角的最大值． ⑶若要使从Ａ端射入的光线不论入射角多大，都能在纤维中发生　 　全反射，而从Ｂ端射出，纤维的折射率最小值是多少？ Ａ Ｂ Ａ Ｂ 光导纤维中的临界问题 分析:⑴当β 角最小，即β＝Ｃ时，光的传播路径最大，所用时间最长． （把β当变量） ⑵ β随α增大而减小，当β 角最小，即β＝Ｃ时， α角取值最大．（把β当变量） ⑶ 当α＝90°θ＝Ｃ，侧壁要全反射，须Ｃ≤β ，当Ｃ取值最大即Ｃ＝ β时， 　n＝1/ sinC最小．（把Ｃ当变量） * 解析：如图所示，光线射到A或B时，入射角大于临界角，发生全反射，而后由几何关系得到第二次到达界面的时候垂直射出．O点为△ABC的重心，设EC＝x，则由几何关系得到：＝.解得光斑半径x＝2r. 3.右图是一个圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON，ON边可吸收到达其上的所有光线．已知该棱镜的折射率n＝，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线(　　) 解析：由折射率n＝知该棱镜的全反射临界角为C＝37°(sinC＝)，刚好从G点入射的光线垂直进入棱镜后，在G1点恰好全反射，则圆弧上所有入射光线均发生全反射，不会从中射出，只有圆弧上入射的光线折射后射出棱镜．所以只有B正确，A、C、D错误．