光的全反射 临界角

《光的全反射 临界角》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、课题：§光的全反射临界角[教学目标]一、知识目标：1、了解光的全反射现象及全反射的应用；2、理解临界角的意义及发生全反射的条件。二、能力目标：会根据发生全反射的条件判断光在两种介质界面能否发生全反射，并会计算临界角。现象三、素质目标：通过学习全反射现象的应用，培养学生把理论知识和生产技术相结合的能力。[教学重点]临界角的意义，临界角的计算。[难点分析]光在两种介质界面能否发生全反射的判断及全反射的光路图。[分析学生]全反射是学生以前没有接触过的知识。弄不清根据两种介质折射率大小的比较，判断发生全反射的方向。[教学设计思路]因学

2、生以前没有接触过全反射知识，所以要复习光疏、光密介质的意义，并根据公式n1sinα=n2sinγ说明光线由光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角，引入课题。再通过演示实验分析发生全反射的条件，总结出全反射规律。[教学资源]实验仪器：激光器、光具盘。参考资料：蜃景的成因和规律夏天，在气压恒定的海面上，空气密度随高度增加而减小，对光的折射率也随之减小从而形成具有折射率梯度的空气层。当光线通过此空气层时，将发生偏转。如图所示，设一束从远处景物A发出的光线a以入射角α由折射率为n处射入空气层。由折射定律有：nsinα=n1sinγ1

3、(1)n1sinγ1=n2sinγ2(2)联立（1）、（2）式可得：nsinα=n2sinγ2依此类推：nsinα=nisinγi,ABCnn1ni可见，当n、α一定时，从下层空气进入上层空气的入射角不断增大，当入射角增大到等于由某两层（ni层和ni+1层）空气的折射率决定的临界角时，，就会发生全反射。人在C处逆着C光线看，可看到经全反射形成的倒立虚像；在B处逆着b光线看，也可看到经折射形成的正立虚像。总之。若人在较高处，看到的蜃景是由折射形成的正立虚像；若人在较低处，看到的蜃景是由折射和全反射形成的倒立虚像。图1蜃景的成因[

4、课时安排]1课时[教学过程]导入新课：复习提问：什么是光疏介质？什么是光密介质？答：1、光疏介质:两种介质中折射率较小的介质叫做光疏介质。2、光密介质:两种介质中折射率较大的介质叫做光密介质。速大角大为光疏，速小角小为光密。师:1、光疏介质、光密介质是相对而言的。只有对给定的两种介质才能谈光疏介质与光密介质。没有绝对的光密介质。例如：水、玻璃和金刚石三种介质比较，n水＝1.33n玻璃＝1.5n金刚石＝2.42。对水而言，玻璃是光密介质；但对金刚石而言，玻璃则是光疏介质。2、光疏介质与光密介质的界定一般是以折射率为依据的,与介质

5、的其它属性(如密度等)无关。例如：水和酒精，n水＝1.33＜n酒精＝1.36，酒精相对于水而言是光密介质，但ρ水＞ρ酒。根据折射定律公式：n1sinα=n2sinγ，我们可以得出光在折射率大的介质中，光线与法线的夹角小，在折射率小的介质中，光线与法线的夹角大。当光由折射率大的光密介质射入折射率小的光疏介质时，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°。如果入射角再增大，会出现什么现象呢？请看实验。新课教学：演示实验：让光线沿着半圆形玻璃砖的半径射向半圆面上，在半圆面上的入射角为零，光线沿直

6、线射向圆心，在半圆玻璃砖和空气的平面界面上发生反射、折射。转动光具盘，让入射角逐渐增大，我们看到折射角也随着增大，而且折射角总是大于入射角。我们还发现：当入射角逐渐增大时，反射光线也逐渐增强，折射光线逐渐减弱。当入射角增大到某一角度时，折射角接近90°，折射光线几乎沿界面前进，而且很微弱。反射光线凡乎和入射光线一样明亮，如果再增大入射角，就看不到折射光线了，只能看到玻璃中的折射光线。即光线全部被反射到玻璃中。入射光线在介质分界面上被全部反射的现象，叫做全反射。折射角等于90°时的入射角称为临界角。一、光的全反射1、光的全反射：

7、入射光线在介质分界面上被全部反射的现象，叫做光的全反射。Oα0空气n2玻璃n12、临界角；折射角等于90°时的入射角称为临界角。由以上讨论可见，发生全反射必须具备两个条件：3、发生全反射的条件：(1)光从光密介质射入光疏介质；(2)入射角大于临界角。怎样求出临界角呢？二、临界角计算公式根据临界角的定义，可以求出光从折射率为n1的光密介质进入折射率为n2的光疏介质时的临界角。设入射角为α0时，折射角为90°，如图所示，由折射定律可得所以由上式可见，光疏介质的折射率n2越小，光密介质的折射率n1越大，发生全反射的临界角越小，即越容

8、易发生全反射。由上式计算出α0的正弦值后，查三角函数表得α0值，或从计算器上查得α0值。当光从折射率为n的某种介质射入真空（空气）时，临界角计算公式为表1-2几种物质对真空(空气)的临界角物质（固体）临界角物质（液体）临界角金刚石24.4°甘油42.9°二硫化碳38.1°酒精