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1、第十三章光 第七节全反射 一 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 注意 1 相对性 如水和空气比较 水和金刚石比较 2 不能理解为介质密度 如水和酒精 i 二 思考光进入不同介质时的角度大小关系 N N A O B 光疏介质 光密介质 i r 光从光疏介质进入光密介质 N N A O B 光疏介质 光密介质 光从光密介质进入光疏介质 r 逐渐增大入射角 当入射角增大到某一角度 折射角接近90 时 继续增大入射角 这时会发生什么情况 1 2 N N A O B 光疏介质 光密介质 B 1 2 N N A O 光密
2、介质 光疏介质 思考 三 全反射的定义 光由光密介质射入光疏介质时 随着入射角的增大 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 思考 当入射角增大到某一角度 折射角就会增大到90 这个时候就会发生全反射 这个角度有什么特殊 有什么特殊的意义法呢 推导临界角C与介质折射率的关系 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 因而 B C N N A O 光密介质 光疏介质 临界角 折射角等于90 时的入射角叫做临界角 用符号C表示 常见物质的临界角 水 48 80玻璃 320 420金刚石 24 40
3、四 全反射的条件 光从光密介质进入光疏介质 入射角等于或大于临界角C O 光密介质 N N A C 光疏介质 C C 900 全反射 思考 根据全反射所需条件解释我们所做的隐形实验 例题 尝试过在游泳课的时候潜入水中看岸上的景物吗 你会发现水面上的所有景物 都出现在一个倒立圆锥里 为什么 接近900 接近900 c c c c 解 由临界角公式SinC 1 n和水的率n 1 33 可求得临界角C SinC C arcsin 设圆锥的顶角为 则有 2C 97 60 48 80 巩固练习 练习1 光从介质a射向介质b 如果要在a b介质的分界面上发生全反射 那么必须满足的条件是什么 A a是光密介
4、质 b是光疏介质B 光在介质a中的速度必须大于在介质b中的速度C 光的入射角必须大于或等于临界角D 必须是单色光 正确答案 A C 练习2 光由折射率为的介质中以400的入射角射到介质与空气的界面上 问能否发生全反射 解析 不能发生全反射 因为全反射有两个条件 第一个条件为光从光密介质进入光疏介质 此题满足要求 第二个条件为入射角大于或者等于临界角 通过计算发现此介质临界角为45度 所以不满足要求 由此可知不能发生全反射 五 全反射的主要应用 1 全反射棱镜 截面为等腰直角三角形的棱镜 45 45 45 45 分析全反射反射成像时与平面镜对比的优越性 全反射棱镜典型应用 A 原理 利用全反射原
5、理 B 作用 改变光路 C 优越性 反光率高 接近达到100 成像失真小 D 应用 精密昂贵的光学仪器中 比方说显微镜 单反相机 潜望镜 望远镜 2 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 A 原理 利用全反射原理 思考光纤内外层折射率的差别 B 作用 传输光 图象或者其他信息 C 优越性 光纤通信的主要优点是容量大 衰减小 抗干扰性强 D 应用 光纤通信 医学及工业内窥镜 饰品等 本节小结 1 光疏介质与光密介质的理解 2 全反射的定义 4 临界角的定义与计算 3 全反射的条件及判断 5 全反射的应用 思考 请大家思考生活当中下列现象与全反射现象有什么关系
