光的全反射　光导纤维.ppt

1、课时44光的全反射光导纤维考点一全反射基础梳理1光密介和光疏介两种介相比，折射率大的介叫光密介，折射率小的介叫光疏介2界角(C)：折射角等于90的入射角叫界角当光从某种介射向真空(或空气)，界角的正弦 3全反射：光从光密介射向光疏介，如果入射角大于或等于界角，折射光消失，只生反射的象叫全反射4生全反射的条件：(1)光要从光密介入光疏介(2)入射角要大于或等于界角(iC) 疑难详析1光密介和光疏介是相而言的同一种介，相于其他不同的介，可能是光密介，也可能是光疏介2光从光疏介射入光密介，入射角大于折射角；光从光密介射入光疏介，入射角小于折射角3如果光从光疏介入光密介，无入射角多大，都不会生全反射象

2、考点二光导纤维基础梳理1构：光 (称光)，是一种透明的玻璃 ，由内芯和外套两成，内芯的折射率大于外套的折射率，即内芯是光密介，外套是光疏介2原理：光在光的内芯中播，每次射到内、外的界面上，都要求入射角大于界角，从而生全反射，从光一个端面射入的光，在两界面上多次全反射，能没有失地从另一端射出 疑难详析1光通信：光通信是利用光波在光 中信息的通信方式在送端首先要把送的信息(如音)成信号，然后制到激光器出的激光束上，使光的强度随信号的幅度(率)化而化，并通光送出去；在接收端，器收到光信号后把它成信号，解后恢复原信息光通信的主要点：容量大、衰减小、抗干强2内：把光 聚集成束，使其两端排列的相位置相同，

3、具有亮暗色彩的象就可以从一端到另一端的内装有两光，一用来把光到人体内部，一用来察型一折射与全反射律的合用例1如1所示，置于空气中的一只不透明容器中盛某种透明液体容器底部靠近器壁有一个直放置的6.0 cm的光源靠近光源一的液面上盖有一遮光板，另一有一个水平放置的与液面等高的望，用来察光源开始通望不能看到光源的任何一部分将光源沿容器底向望一平移至某，通望 好可以看到光源底端再将光源沿同一方向移8.0 cm，好可以看到其端，求此液体的折射率n.1 答案n1.25后反思：解答这一类题目要抓住折射定律和全反射的条件在分析、研究光路时，常要假设某一条光线符合题意要求，再画出光路图求解半径R的半柱形玻璃的截

4、面如2所示，O心，光沿半径方向从a点射入玻璃后，恰好在O点生全反射，另一条光平行于光从最高点b射入玻璃后，在底MN上的d点射出若得Od ，玻璃的折射率多少？ 图2答案：2.03题型二全反射在光纤通讯中的应用例2如3所示，一根l5.0 m的光用折射率n 的材料制成一束激光由其左端的中心点以45的入射角射入光 内，一系列全反射后从右端射出，求：3 (1)激光在光 中的速度v是多大(2)激光在光 中所的是多少 答案(1)2.1108 m/s(2)2.7108 s.后反思：全反射的一个重要应用就是用于光导纤维(简称光纤)光纤有内、外两层材料，其中内层是光密介质，外层是光疏介质光在光纤中传播时，每次射到

5、内、外两层材料的界面，都要求入射角大于临界角，从而发生全反射这样使从一个端面入射的光，经过多次全反射能够没有损失地全部从另一个端面射出光 的构如4，其内芯和外套材料不同，光在内芯中播以下关于光 的法正确的是()4A内芯的折射率比外套的大，光播在内芯与外套的界面上生全反射B内芯的折射率比外套的小，光播在内芯与外套的界面上生全反射C内芯的折射率比外套的小，光播在内芯与外套的界面上生折射D内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有性，可以起保作用解析：光导纤维内芯的折射率比外套大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射从而使载有声音、图像以及各种数字信号的激光在光纤中远距离传递故只有A正确答案：A题型三

6、光的色散例3一束白光从角的三棱的一以大的入射角i射入并通 后，在屏P上可得到彩色光，如5所示，在入射角i逐减小到零的程中，假如屏上的彩色先后全部消失， ()A光最先消失，紫光最后消失B紫光最先消失，光最后消失C紫光最先消失，黄光最后消失D光最先消失，黄光最后消失图5解析作出白光的折射光路图，如图6所示，可看出白光从AB射入三棱镜后，由于紫光偏折大，从而到达另一侧面AC时的入射角较大，因紫光折射率大，sinC ，因而其全反射的临界角最小，故随着入射角i的减小，进入三棱镜后的各色光中紫光首先发生全反射不从AC面射出，以后依次是靛、蓝、绿、黄、橙、红，逐渐发生全反射而不从AC面射出则选项B正确答案B

7、图6后反思：分析不同色光的折射问题时：(1)应从折射率大小关系入手，根据折射定律，正确画出各色光的折射示意图是判断此类问题的基础，同时也便于观察二次折射(或反射)的入射角(2)正确推导在同一种介质中色光的临界角的关系，是解决此类问题的关键abc一全反射棱，它的主截面是等腰直角三角形，如7所示一束白光垂直入射到ac面上，在ab面上生全反射，若光入射点O的位置保持不，改光的入射方向(不考自bc面反射的光)：7(1)使入射光按中所示的 方向逐偏，如果有色光射出ab面，哪种色光首先射出？(2)使入射光按中所示的逆方向逐偏，哪种色光首先射出ab面？解析：(1)白光垂直入射ac面后直射到ab面，入射角为4

8、5，发生全反射说明棱镜的临界角C45，这是对从红光到紫光的所有色光说的当入射光顺时针偏转时，在ac面上发生色散，不同色光折射不同，红光偏折小，紫光偏折大，如图8所示，射到ab面上时红光入射角小，紫光入射角大，但它们都小于45.另一方面，棱镜对红光的临界角比紫光的临界角大因此，入射光顺时针逐渐偏转时，在ab面上红光的入射角将首先小于临界角而射出ab面(2)如果入射光逆时针偏转，则经ab面上的红光、紫光的入射角都大于45，都发生全反射而不可能从ab面射出答案：(1)红光(2)都不能射出ab面图81(2008广东高考)光通信中，光光信号的物理原理是利用光的_象要生种象，必足的条件是：光从光密介射向_

9、，且入射角等于或大于_解析：光导纤维利用光全反射原理传递光信号，在全反射中，光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角答案：全反射光疏介质临界角9 答案：B3在桌面上有一倒立的玻璃，其点恰好与桌面接触，的(中虚)与桌面垂直，的截面等三角形，如10所示有一半径r的柱形平行光束垂直入射到的底面上，光束的中心与的重合已知玻璃的折射率1.5，光束在桌面上形成的光斑半径 ()Ar B1.5rC2r D2.5r10 11答案：C4(2009全国卷)一玻璃横截面如12所示，其中ABC直角三角形(AC未画出)，AB直角，ABC45；ADC一弧，其心在BC的中点此玻璃的折射率1.5.P一近玻璃放置的、与AB垂直的光屏若一束度与AB度相等的平行光从AB垂直射入玻璃，()图12A从BC折射出一束度与BC度相等的平行光B屏上有一亮区，其度小于AB的度C屏上有一亮区，其度等于AC的度D当屏向离玻璃的方向平行移，屏上亮区先逐小然后逐大答案：BD5(2008山东高考)13表示两面平行玻璃的截面，一束平行于CD的色光入射到AC界面上，a、b是其中的两条平行光光a在玻璃中的光路已出画出光b从玻璃中首次出射的光路，并出出射光与界面法角的度数图13解析：光路如图14所示图14答案：略