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1、http:/ 13.7 全全 反反 射射http:/ 1、定、定义: : 两种介两种介质中折射率中折射率较小的介小的介质叫做光疏介叫做光疏介质. .两种介两种介质中折射率中折射率较大的介大的介质叫做光密介叫做光密介质. .对光疏介光疏介质 n n较小小 同一同一频率的光在其中率的光在其中传播的播的V V较大；大；对光密介光密介质 n n较大大 同一同一频率的光在其中率的光在其中传播的播的V V较小。小。http:/ .例如：水、玻璃和金例如：水、玻璃和金刚石三种介石三种介质比比较，n n水水1.33 n1.33 n玻璃玻璃1.51.51.9 n1.9 n金金刚石石2.422.42。 对水而言，
2、玻璃是光密介质；但对金刚石而言，玻璃那么是光疏介质。 2)2)、光疏介、光疏介质与光密介与光密介质的界定是以折射率的界定是以折射率为根据的根据的, ,与介与介质的其它属性的其它属性( (如密度等如密度等) )无关无关. . 例如：水和酒精，例如：水和酒精，n n水水1.331.33n n酒精酒精1.361.36， 酒精相酒精相对于水是光密介于水是光密介质，但，但水水酒精。酒精。2 2、留意点、留意点: :http:/ NNNA AO OB B光疏介质光疏介质光密介质光密介质ir光从光疏介光从光疏介质进入光密介入光密介质r ri i光从光密介光从光密介质进入入光疏介光疏介质 r r i iiN
3、NNNA AO OB B光疏介质光疏介质光密介质光密介质r思索思索1 1： 光进入疏、密不同介质时的光进入疏、密不同介质时的角度大小关系？角度大小关系？http:/ 2： 光从光密介质射向光疏介质时，逐渐增大入射角，当入射角增大到某一角度时，折射角接近90，继续增大入射角，会发生什么景象？1122N NNNA AO OB B光疏介质光密介质B B1122N NNNA AO O光密介质光疏介质http:/ (二二) )全反射全反射: :1 1、概念：、概念： 光从光密介光从光密介质进入光疏介入光疏介质时,当入射角增大到某一角度使折射角当入射角增大到某一角度使折射角等于等于900,900,此此时,
4、 ,折射光完全消逝折射光完全消逝, ,入射光全入射光全部反回原来的介部反回原来的介质中中, ,这种景象叫做全反种景象叫做全反射射. .http:/ 2、临界角、临界角: :1)1)、定、定义: :光从光密介光从光密介质射向光疏介射向光疏介质时, ,折射角等于折射角等于900900时的入射角的入射角, ,叫做叫做临界角界角. .用字母用字母C C表示表示. . 临界角是指光由光密介界角是指光由光密介质射向光疏介射向光疏介质时, ,发生全反射景象生全反射景象时的最小入射角的最小入射角, ,是是发生全反射的生全反射的临界形界形状状. .当光由光密介当光由光密介质射入光疏介射入光疏介质时: :假假设入
5、射角入射角iC,那么不那么不发生全反射生全反射,既有反射又既有反射又有折射景象有折射景象.假假设入射角入射角iC,iC,那么那么发生全反射景象生全反射景象. .http:/ ：B BC CN NNNA AO 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http:/ 光从光密介质进入光疏介质 入射角大于或等于临界角CO O光密介质N NNNA AC C光疏介质CC900全反射http:/ C：SinC= SinC= C=arcsinC=arcsin设圆锥的的顶角角为，那么，那么有有=2C=97.60=2C=97.60=48.80=48.80http:/ 1. 1
6、. 某玻璃的某玻璃的临界角界角为4242，当在玻璃，当在玻璃中的某一光中的某一光线射到玻璃与空气的分界面射到玻璃与空气的分界面时，假，假设入射角略小于入射角略小于临界角，那么光界角，那么光线在空气中的在空气中的折射角折射角应为 ( ) ( ) A. A.小于小于4242 B. B.小于小于6060 C. C.小于小于9090 D. D.无折射光无折射光线C C练习练习: :http:/ 2. 2. 一束光从空气射向折射率为一束光从空气射向折射率为n= n= 的某种玻璃的外表，如下图，的某种玻璃的外表，如下图，i i代表入射角，代表入射角，那么那么( )( )BCDBCDA.A.当当i i454
7、5时会会发生全反射景象生全反射景象B.B.无无论入射角是多大，折射角都不会超入射角是多大，折射角都不会超4545C.C.欲使折射角欲使折射角 =30 =30应以以i=45i=45的角度入的角度入射射D.D.当入射角当入射角i=arctan i=arctan 时，反射光，反射光线跟跟折射光折射光线恰好相互垂直恰好相互垂直http:/ (三三) )全反射的运用全反射的运用1 1、全反射棱、全反射棱镜1、光、光线由由AB面垂直入射，在面垂直入射，在AC面面发生全反射，垂直由生全反射，垂直由BC面出射面出射横截面是等腰直角三角形的棱横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱叫全反射棱镜2、光、光线由由AC
8、面垂直入射，在面垂直入射，在AB、 BC面面发生两次全反射，垂直由生两次全反射，垂直由AC面出射面出射光路光路变化化90 90 光路光路变化化180 180 http:/ (三三) )全反射的运用全反射的运用2 2、光、光导纤维光光纤通通讯 一种利用光的全反射原理制成的能一种利用光的全反射原理制成的能传导光的光的玻璃玻璃丝, ,由内芯和外套由内芯和外套组成成, ,直径只需几微米到直径只需几微米到100100微米左右微米左右, ,内芯的折射率大于外套的折射率内芯的折射率大于外套的折射率. .当光当光线射到光射到光导纤维的端面上的端面上时, ,光光线就折射就折射进入光入光导纤维内内, ,经内芯与外
9、套的界面内芯与外套的界面发生多次全生多次全反射后从光反射后从光导纤维的另一端面射出的另一端面射出, ,而不从外套而不从外套散逸散逸, ,故光能故光能损耗极小耗极小. . 利用光利用光纤可可实现光光纤通通讯，光，光纤通通讯的主的主要要优点是容量大、衰减小、抗干点是容量大、衰减小、抗干扰性性强. . 利用光利用光导纤维可以弯曲可以弯曲传光、光、传像，可制造像，可制造各种潜望各种潜望镜，医用内，医用内窥镜等等. .。http:/ 光导纤维在医学上的运用 光导纤维的用途很大，医学上将其制成内窥镜，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。用来检查人体内脏的内部。http:/ 1
10、水或玻璃中的气泡看上去特水或玻璃中的气泡看上去特别亮堂亮堂 水或玻璃中的气泡是光疏介质，光经水或玻璃照射气泡时，一部分光会发生全反射，有更多的光反射到人的眼睛中，人眼觉得会特别亮堂。 2 2在炎在炎热的夏天，我的夏天，我们有有时会看到会看到远处柏油柏油马路上路上显得特得特别亮堂亮堂 由于贴近热路面附近的空气层稀薄，比上层空气的折射率小，从远处物体射向路面的光线，也能够发生全反射，远远看上去，路面显得特别亮堂，就像用水淋过一样。常见的全反射景象：常见的全反射景象：http:/ 夏天，在气压恒定的海面上，空气密度随高度添加而减小，对光的折射率也随之减小。从而构成一具有折射率梯度的空气层。当光线经过
11、此空气层时，将发生偏转。如下图，设一束从远处景物A发出的光线a以入射角i由折射率为n处射入空气层。 当当n, in, i一定一定时，从下，从下层空气空气进入上入上层空气的入射角不空气的入射角不断增大，当增大到由某两断增大，当增大到由某两层空空气的折射率决气的折射率决议的的临界角界角时，就会全反射。就会全反射。(3)(3)蜃景的成因和规律蜃景的成因和规律http:/ 人在人在C C处逆着逆着C C光光线看，可看到看，可看到经全反射构全反射构成的倒立虚像；在成的倒立虚像；在B B处逆着逆着a a光光线看，也可看到看，也可看到经折射构成的正立虚像。折射构成的正立虚像。 总之，假之，假设人在人在较高高
12、处，看到，看到的蜃景是由折射构成的正立虚像；的蜃景是由折射构成的正立虚像；假假设人在人在较低低处，看到的蜃景是，看到的蜃景是由折射和全反射构成的倒立虚像。由折射和全反射构成的倒立虚像。http:/ ,产生色散景产生色散景象象. .http:/ A 在真空中传播时，紫光的速度比较大在真空中传播时，紫光的速度比较大B 在玻璃中传播时，红光的速度比较大在玻璃中传播时，红光的速度比较大C 玻璃对红光的折射率较紫光大玻璃对红光的折射率较紫光大D 从玻璃到空气的界面上，红光的临界角较紫光大从玻璃到空气的界面上，红光的临界角较紫光大B D练习练习: :http:/ A.红光最先消逝光最先消逝B.紫光最先消逝紫光最先消逝C.红光和紫光同光和紫光同时消逝消逝D.红光和紫光都不会消逝光和紫光都不会消逝 http:/ ( ) ( ) A.15 B.30 A.15 B.30 C.45 D.60 C.45 D.60B B
