1、第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,鉛筆不見了全內反射的臨界角臨界角與折射率進度評估 5全內反射的例子進度評估 6,1,2,3,2.2 光的全內反射,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,鉛筆不見了,把鉛筆插入空試管。,然後把試管放入一個載有水的容器，鉛筆便不見了！,如果把水加進試管，鉛筆又會再次出現！,2.5 隱形鉛筆,錄像片段,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,2.2光的全內反射,實驗 2b,全內反射,模擬程式,2.4 全內反射,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,實驗 2b,全內反射,把光線從半圓形玻璃塊的曲面射向它的中心點 O。逐漸增大入射角 g，並觀察折射線的
2、變化。,2.6 實驗 2b - 全內反射,錄像片段,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,1 全內反射的臨界角,光線以不同角度射入半圓形玻璃塊平直一側的內表面：,入射線分為兩條光線：一條反射回玻璃內，另一條則折射到空氣中。,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,1 全內反射的臨界角,入射線同樣分為兩條光線。折射角 = 90折射線僅可射出玻璃表面。,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,1 全內反射的臨界角,入射線完全反射回玻璃內，再沒有折射線。,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,1 全內反射的臨界角,臨界角 (C )：r = 90時的入射角, 玻璃塊的表面就像一面平鏡。 全
3、內反射,如果 i C ，光線就會完全反射回玻璃塊內。,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,1 全內反射的臨界角,注意： 光線必須從光密介質射入光疏介質，才會出現全內反射。如果光線從光疏介質射入光密介質，,2.7 水中的全內反射,錄像片段,無論 i 有多大，都不會發生全內反射。,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,2 臨界角與折射率,當折射角 = 90，入射角 = C,n：介質的折射率,即 n sin C = 1 sin 90,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,2 臨界角與折射率,例題 7,求光線的路徑,下圖顯示了反射線和折射線怎樣改變：,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內
4、反射,例題 7,求光線的路徑,光線沿 EO 方向進入矩形玻璃塊。入射角 = 30折射角 = 18,(a) 求玻璃塊的折射率 n 。,根據斯涅耳定律，,= 1.62,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,例題 7,求光線的路徑,(b) 求玻璃和空氣交界面的臨界角 C 。,= 38.1,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,例題 7,求光線的路徑,(c) 如果光線射向玻璃塊的表面 BC ，光線會從哪個表面離開？它離開時的折射角是多少？,光線從玻璃塊的表面 AD 離開。離開時的折射角是 60。,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,2 臨界角與折射率,錄像片段,2.8 鈕扣不見了,錄像片
5、段,2.9 魔幻立方,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,進度評估 5 Q1,下列哪個角度顯示玻璃和空氣交界面的臨界角？,A,B,C,D,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,進度評估 5 Q2,48.8,41.8,36.0 41.8,2.00,2.42,試完成下表。,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,3 全內反射的例子,a 光導纖維,光線可以由玻璃纖維的一端傳播到另一端。,光線射到玻璃纖維的內壁上時，會發生全內反射，由一邊內壁反射到另一邊內壁。,2.10 光纖,錄像片段,2.11 水光導,錄像片段,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,a 光導纖維,光導纖維（光纖） 由
6、高純度的玻璃製成 纖細柔軟,可用於光導管，讓醫生觀察病人體內的器官,用於通訊（如果把激光射進光纖，訊號就可以高速傳送）,2.12 內窺鏡,錄像片段,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,a 光導纖維,例題 8,光纖,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,例題 8,光纖,簡單的光纖只有一條塑膠內芯，並無包覆層。塑膠的折射率 = 1.6光線以 60 從空氣射入光纖的一端。,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,例題 8,光纖,(a) 計算 和 。,根據斯涅耳定律，,1.6, = 32.8, = 90 ,= 90 32.8,= 57.2,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,例題 8
7、,光纖,(b) 計算內芯和空氣交界面的臨界角。,塑膠內芯的臨界角,= 38.7,光線會在內芯作全內反射嗎？, 光線會在芯內作全內反射。,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,例題 8,光纖,(c) 如果在內芯表面塗上一層包覆層（n = 1.1），,內芯和包覆層交界面的臨界角 = ？,n1 sin 1 = n2 sin 2,1.6 sin C = 1.1 sin 90,= 43.4,根據斯涅耳定律，,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,3 全內反射的例子,b 稜鏡作為反射鏡,光線在玻璃兩個內表面來回反射數次，形成多個模糊的像。(I1、I3、),平面鏡一般由以下物料組成： 一塊玻璃片 一
8、層在背面鍍上的反光物料, 使主像 I2 變得不清晰。,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,b 稜鏡作為反射鏡,稜鏡不會產生多個像,很多光學儀器都使用稜鏡來得到質素較高的像,例如照相機、潛望鏡和雙筒望遠鏡。,光線射到玻璃稜鏡的內表面時，如果入射角 C ，稜鏡就會成為一面全反射鏡。,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,b 稜鏡作為反射鏡,稜鏡也被應用於汽車的頭燈反光鏡和公路上的貓眼石。,模擬程式,2.5 光迷宮,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,3 全內反射的例子,c 海市蜃樓,在天氣炎熱的日子，有時我們會看到遠處的路上有一灘水, 天空的倒影 海市蜃樓（沙漠中常見的現象）,2.
9、13 水族箱裏的海市蜃樓,錄像片段,2.14 飛機場上的海市蜃樓,錄像片段,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,c 海市蜃樓,接近地面的空氣較熱，空氣的折射率較小 光線從天空射向地面，它的傳播方向會因折射而逐漸接近水平。 最後，光線會發生全內反射 我們看到全內反射下天空的影像,冷空氣,暖空氣,熱空氣,來自天空的光線,發生全內反射,天空的影像,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,3 全內反射的例子,d 鑽石,折射率極大 可以把入射的光線全部反射出來 閃閃生輝表面須切割成特定角度，否則光線會從鑽石底部或側面射出,例題 9,上蜃景,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,例題 9,上蜃
10、景,上蜃景是一種特殊的海市蜃樓現象，觀察者會看見島嶼倒轉懸掛在半空。這種景像出現的時候，通常海面温度也遠低於大氣温度。那時，空氣温度隨高度而上升，所以接近海面的空氣折射率,較大，向上傳播的光會以相反於一般海市蜃樓的形式，逐漸被折射向下，因此我們會在空中而非地面看到海市蜃樓的幻象。,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,例題 9,(a) 出現上蜃景時，空氣的折射率怎樣隨高度改變？,高度愈大，空氣的折射率愈小。,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,例題 9,上蜃景,(b) 試解釋為甚麼在半空中會出現島嶼倒置的像。,空氣的折射率下降 來自島嶼的光線會因折射而逐漸接近水平入射角 C 全內反射
11、出現 光線向下反射 我們看見島嶼在半空中的像,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,例題 9,上蜃景,(c) 繪畫光線圖以顯示上蜃景出現的原因，在圖中標明物和像的位置。,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,3 全內反射的例子,例題 10,鑽石與玻璃,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,例題 10,鑽石與玻璃,鑽石的折射率 = 2.42玻璃的折射率 = 1.50(a) 試找出鑽石和玻璃在空氣中的臨界角。,鑽石的臨界角,= 24.4,玻璃的臨界角,= 41.8,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,例題 10,鑽石與玻璃,(b) 玻璃製的仿寶石可以透過切割，產生媲美鑽石的光澤嗎
12、？為甚麼？,玻璃在空氣中的臨界角 C 比鑽石大得多,相對鑽石而言，只有極少量進入仿寶石的光線能夠發生全內反射玻璃仿寶石的光澤不能媲美鑽石,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,3 全內反射的例子,e 魚的視域,在水裏，魚和潛水員都可以看到水面上的一切，但是視域卻會壓縮成一個約98 的圓錐。圓錐以外的水面就像一面鏡子。,例題 11,潛水員視域的直徑,2.15 水族箱裏的全內反射,錄像片段,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,例題 11,潛水員視域的直徑,潛水員（眼睛位於水面下 0.5 m）向上望。水的折射率 = 1.33,(a) 潛水員視域的角度 = ？,C,= 48.8,潛水員視域的角度= 2 = 2C,= 2 48.8 = 97.6,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,例題 11,潛水員視域的直徑,(b) 潛水員視域的直徑 = ？,潛水員視域的直徑= 2 圓錐半徑= 2 0.5 tan = 2 0.5 tan 48.8= 1.14 m,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,A,進度評估 6 Q1,小雲將光纖附在手電筒上。手電筒亮着時，光纖會出現以下哪個情況？,B,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,進度評估 6 Q2,光線沿水平方向射向稜鏡。下列哪幅光線圖是正確的？（稜鏡的臨界角 = 42）,A,C,B,第 3A 冊 單元 2.2 光的全內反射,完,
