沪科版物理选修3-4§46全反射与光导纤维VIP免费

§4.6全反射与光导纤维人接收的信息有90％来自眼睛看到的光;光给了我们多姿多彩的世界.沪科版物理选修3-4第4章光的波动性中新网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。欣赏奇景激趣导课海市蜃楼欣赏奇景激趣导课2001年9月12日,中央电视台记者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。沙漠奇观1.实验探究：不同介质的折射率不同，我们把折射率较小的介质称为光疏介质，折射率较大的介质称为光密介质．光疏介质和光密介质是相对的．θ1θ3NN'AOBθ1θ2空气NN'AOB一、研究光的全反射现象介质1空气介质2介质1相对介质2是光疏介质介质1与介质2相对空气都是光密介质θ2θ3＞n１＜n2既然光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，由此可以预料，当入射角增大到一定程度时，折射角就会增大到90°．θ1θ2介质NN'AOB空气θ1θ2介质NN'AOB空气折射角θ2为90°时，会发生什么情况？2.全反射定义：光由光密介质射入光疏介质时，同时发生反射和折射，折射角大于入射角，随着入射角的增大，反射光线越来越强，折射光线越来越弱，当折射角增大到90°时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射．折射角θ2为90°时，发生全反射现象．θ1θ3介质NN'AOC空气θ1θ2介质NN'AOB空气θ3Cθ1θ3光密介质NN'AOC光疏介质3.临界角：在研究全反射现象中，刚好发生全反射的，即折射角等于90°时的入射角是一个很重要的物理量，叫做临界角．临界角用C表示当光线从光密介质射入光疏介质时，如果入射角等于或大于临界角，就发生全反射现象．θ1≥临界角发生全反射现象4.临界角的计算：折射角等于90°时的入射角叫做临界角，用符号C表示．光从折射率为n的某种介质射到空气(或真空)时的临界角C就是折射角等于90°时的入射角，根据折射定律可得：nCCsin1sin90sin因而：nC1sin5.发生全反射的条件①光从光密介质进入光疏介质；②入射角等于或大于临界角．二、全反射现象的应用1.全反射棱镜（1）光线由AB面垂直入射，在AC面发生全反射，垂直由BC面出射．横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜（2）光线由AC面垂直入射，在AB、BC面发生两次全反射，垂直由AC面出射．变化90°变化180°全反射棱镜在光学仪器里，常用全反射棱镜来代替平面镜，改变光的传播方向．望远镜为了提高倍数，镜筒要很长，通过使用全反射棱镜能够缩短镜筒的长度．全反射棱镜一般的平面镜都是在玻璃的后面镀银，我们在以前讨论平面镜成像都只考虑这个银面的反射，实际上由于平面镜玻璃的前表面对光线的反射，形成多个虚像，其中第一次被玻璃前表面反射而形成的虚像S是最明亮的．平面镜玻璃的前表面平面镜玻璃的后表面全反射棱镜对于精密的光学仪器，如照相机、望远镜、显微镜、自行车尾灯等，就需要用全反射棱镜代替平面镜，以消除多余的像．当然，如果在玻璃的前表面镀银，就不会产生多个像，但是前表面镀银，银面容易脱落．学以致用技术创新2.全反射棱镜（实验演示）及其应用①自行车尾灯②照相机、望远镜等学以致用技术创新③潜望镜3.海市蜃景三、光纤及其应用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，我们做下面的实验．点击画面观看动画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．再见