如何用高中生能听懂的道理解释清楚光的全反射的内涵

发布时间: 2023-04-18 21:00:41 来源: 励志妙语 栏目: 经典文章 点击: 82

初中物理光的全反射和垂直入射求解释说简单点,就用光的反射与折射解释,别说一堆我没见过的,我就是一初中生。谢谢全反射是应用在光纤里...

如何用高中生能听懂的道理解释清楚光的全反射的内涵

初中物理光的全反射和垂直入射求解释

说简单点,就用光的反射与折射解释,别说一堆我没见过的,我就是一初中生。谢谢
全反射是应用在光纤里的。垂直入射是光线垂直于反射面射入。入射光线和反射光线重合。入射角=反射角=0度 如果是漫反射就是纸张的那种情况。不懂继续追问吧

海市蜃楼是光的折射还是光的全反射???要解释!如果是折射为什么全反射不是?如果是全反射,折射为什么

海市蜃楼,又称蜃景,是一种因为光的折射和全反射而形成的自然现象,是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。其本质是一种光学现象。

海市蜃楼是一种因远处物体被折射而形成的幻象,其产生原因是太阳使地面温度上升后形成的一种气温梯度。由于密度不同,光线会在气温梯度分界处产生折射现象。我们的大脑认为光线总是沿直线传播,但是当光线通过下方温度低、密度大的大气时,就会向下折射,所以大脑中显现的远处物体就会比实际高。

光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变,从而使光线在不同介质的交界处发生偏折。

理解:光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处,只是反射光返回原介质中,而折射光线则进入到另一种介质中。由于光在在两种不同的物质里传播速度不同,故在两种介质的交界处传播方向发生变化,这就是光的折射。

谁能给我详细的讲一下光的全反射阿?

说的越详细越好。rn有相关的网站请介绍一下
1.光疏介质和光密介质

光疏介质:两种介质中折射率较小的介质叫做光疏介质。

光密介质:两种介质中折射率较大的介质叫做光密介质。

很显然,这是一个通过相互比较得出的概念,所以没有绝对的光疏介质和绝对的光密介质。

示例:水和空气比较;水和金刚石比较…

提问1:光线从光疏介质传播到光密介质比较,传播速度会怎样变化?

学生: v疏>v密

提问2:光线从光疏介质传播到光密介质比较,传播方向有什么规律?

学生: 折射角小于入射角。(反之,折射角大于入射角。)

提问3:光密介质的密度是不是一定比光疏介质大?

学生:查“几种介质的折射率”表格,再做结论。

很显然,光疏和光密是相对光的传播而言,而与物质的密度没有必然联系。

过渡:刚才我们已经总结过了,光线从光密介质传播到光疏介质时,折射角总是大于入射角的,而当入射角增大时,反射角也会同时增大,这时,哪一个角先趋近90°呢?

学生:折射角。

趋近90°后,折射光线又怎样传播呢?

下面看实验演示——

演示:光的全反射实验

提请学生观察:a.反射光和折射光的强度变化;b.折射光的方向变化

提问:在强度方面,斯涅尔的研究是不是得到重现?

学生:是的。

启发:入射角增大到一定的角度后,折射光还存不存在?

2.全反射::当光从光密介质进入光疏介质时,折射角大于入射角。当入射角增大到某一角度时,折射角等于900,此时,折射光完全消失,入射光全部反回原来的介质中,这种现象叫做全反射。

全反射的物理意义:折射光的能量为零,入射光的能量全部等于反射光。

全反射的数学意义:我们看一种简单的全反射情形——某介质(折射率为n)到真空(或空气)。为了应用已经学过的折射定律,我们先假设它的可逆光路(参看图1)……然后,不难得出

参照=,即sinθ2 = nsinθ1 ,显然,当θ1足够大时,会出现sinθ2>1,θ2无解。

很显然,θ2有解和无解的临界情形是θ2 = 90°,此时θ1 = arcsin

3.临界角:为了显示这个角的特殊意义,我们给它一个特定的字母C ,并将它称为临界角。

即 C = arcsin

有了临界角C ,我们就不难总结出全反射的条件——

当入射角i≥C时,发生全反射形象,若入射角i<C时,则不发生全反射,既有反射又有折射形象。

那么,临界角的物理意义又是什么呢?当光线以相同的入射角从不同的介质射入真空(或空气),临界角大的介质容易发生全反射还是临界角小的介质容易发生全反射?

学生:临界角小的。

那么,请同学们查一查“几种介质的折射率”表格,当光线从这些介质中射入真空(或空气),最容易发生全反射的介质是什么?

学生:金刚石。

事实上,钻石的璀璨、神秘的光芒正是由于光线在其中发生多次全反射的结果。此外,玻璃中的气泡显得特别明亮、露珠显得幽暗,这些都是全反射造成的。

过渡:人们研究全反射,除了解释一些物理现象外,还有什么别的价值吗?

二 光导纤维

光导纤维简称光纤,我们常听到的“光纤通信”就是利用的光线在光纤中的全反射原理。光线在光纤中是怎样发生全反射的呢?我们先看一个实验——

演示:光线在“模拟光纤”中的全反射。

提请学生观察:a.玻璃棒周围有没有光线射出;b.从玻璃棒末端射出的光强度和没有插玻璃棒时,光线从小孔射出时的强度。

总结:玻璃棒的侧面几乎没有光线射出;玻璃棒几乎“导出”的小空中所有光的能量。

形成这一现象的原因是什么呢?

师生共同作图分析…见图2。

启发:如果让这根玻璃棒继续弯曲下去——成为很多圈,以上的这种性质会改变吗?

学生:不会。

思考启发:如果将玻璃棒的弯曲程度加大,以上的这种性质会改变吗?

学生:会(在图2中的2处和4处可能不满足全反射的条件…)。

但是,在弯曲程度加大的前提下,同时将玻璃棒做的很细,以上的状况会有所改善吗?

学生:交流、作图…得出结论(会)。

我们都知道玻璃本来是非常坚硬的,但是有一种特制的玻璃丝,却可以做的非常柔软、非常细。现在,我们将这样的多根玻璃纤维捆绑成一束,然后,将首端的光照情况遵循某种规律,如图3,则在纤维束的末端,会出现什么情况?

学生:呈现首端一样的规律。

同学们,这就是光导纤维传递信息的基本原理。

在传递信息的手段中,我们已经学过了机械传送、机械波传递、有限电流传递、无线电波传输等等。现在又出现一个光线传输,光纤传输有什么样的特点呢?

1.一维传输。能流密度不变;

2.作为电磁波,波段特别,抗干扰性强;

光导纤维应用的领域:医疗、通信…

学生:光导纤维的前沿知识阅读…

〖例题〗在水中的鱼看来,水面上和岸上的所有景物,都出现在顶角约为97.6°的倒立锥面里(如图4所示),为什么?

分析:本题是一个全反射的逆向应用。根据水的折射率,不难求出光线从水射入空气的临界角,而这个临界光路的可逆光路事实上函盖了水面上所有可能入射到水中的光线,所以…

解:水的临界角 C = arcsin= arcsin= 48.8°

当光线以90°的最大入射角射入水中时,折射角为C ,故所有射入水中的光线的折射角均小于C ,根据空间旋转对称,水面上所有的景物都落在顶角为2C = 97.6°的锥面内。

三 小结

本节课,我们学习了光的全反射现象及其规律。从物理的角度看,它是能量分配规律形成必然结果,从数学角度看,它是一般的折射定律在特定情形下“无解”的必然。要发生全反射,要满足两个条件:①从光密介质射入光疏介质,②入射角大于或等于临界角。
从水中到空气中,光要发生反射和折射,当入射角逐渐增大,折射角也增大,达到

一定程度,折射光线消失,只有反射光线,这就是光的全反射.
光从光密介质进入光疏介质,当入射角大于或等于临界角时,就发生全反射.
注;临界角的正弦值等于折射率的倒数.
钻石里边全反射比较明显。去看看。

光的全反射公式

光的全反射公式

光的全反射公式为:

(n2为图1中n',n1为图1中n)。

(C为临界角)当光射到两种介质界面,只产生反射而不产生折射的现象.当光由光密介质射向光疏介质时,折射角将大于入射角。当入射角增大到某一数值时,折射角将达到90。

这时在光疏介质中将不出现折射光线,只要入射角大于或等于上述数值时,均不再存在折射现象,这就是全反射。所以产生全反射的条件是:①光必须由光密介质射向光疏介质;②入射角必须大于或等于临界角(C)。

扩展资料:

所谓光密介质和光疏介质是相对的。两物质相比,折射率较小的,光速在其中较快的,就为光疏介质;折射率较大的,光速在其中较慢的,就为光密介质。例如,水折射率大于空气,所以相对于空气而言,水就是光密介质;而玻璃的折射率比水大,所以相对于玻璃而言,水就是光疏介质。

光导纤维(光纤)

全反射的应用:光导纤维是全反射现象的重要应用。蜃景的出现,是光在空气中全反射形成的。

全反射是一种特殊的折射现象,当光线从一种介质1射向另一种介质2时,本来应该有一部分光进入介质2,称为折射光,另一部分光反射回介质1,称为反射光。

但当介质1的折射率大于介质2的折射率,即光从光密介质射向光疏介质时,折射角是大于入射角的,所以当增大入射角,折射角也增大,但折射角先增大到90度,此时(入射角叫临界角)折射光消失,只剩下反射光,称为全反射现象。

光纤通信利用的就是全反射的道理。光纤在结构上有中心和外皮两种不同介质,光从中心传播时遇到光纤弯曲处,会发生全反射现象,而保证光线不会泄漏到光纤外。

光在均匀透明的,即使是弯曲的玻璃棒的光滑内壁上,借助于接连不断地全反射,可以从一端传导到另一端。

参考资料来源:百度百科——全反射

公式为:n=1/sinC
(C为临界角)当光射到两种介质界面,只产生反射而不产生折射的现象.当光由光密介质射向光疏介质时,折射角将大于入射角。当入射角增大到某一数值时,折射角将达到90°,这时在光疏介质中将不出现折射光线,只要入射角大于或等于上述数值时,均不再存在折射现象,这就是全反射.所以产生全反射的条件是:①光必须由光密介质射向光疏介质;②入射角必须大于或等于临界角(C)。
所谓光密介质和光疏介质是相对的。两物质相比,折射率较小的,光速在其中较快的,就为光疏介质;折射率较大的,光速在其中较慢的,就为光密介质。例如,水折射率大于空气,所以相对于空气而言,水就是光密介质;而玻璃的折射率比水大,所以相对于玻璃而言,水就是光疏介质。
临界角是折射角为90度时对应的入射角(只有光线从光密介质进入光疏介质且入射角大于或等于临界角时,才会发生全反射。)

光第三课时——光的全反射 - 西瓜视频

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