光的全反射.ppt

第三节光的全反射 对于两种不同介质来说 我们把折射率较大的介质称为光密介质 折射率较小的介质称为光疏介质 光疏介质和光密介质是相对的 一 光疏介质和光密介质 如何理解光疏介质和光密介质的 光疏介质和光密介质只是相对而言的 比如我和下面一位比身高 介质1 空气 介质2 介质1相对介质2是光疏介质 介质1与介质2相对空气都是光密介质 2 3 n n2 几种介质的折射率 水相对于金刚石是光密介质还是光疏介质 相对于空气呢 1 2 3 玻璃砖 空气 折射角逐渐 折射光线亮度逐渐 反射角逐渐 反射光线亮度逐渐 当入射角增大到某一角度时 折射光线 所有光线全部反射 观察演示实验并回答随着入射角的逐渐增大的过程中 二 全反射现象 光从光密介质射到光疏介质的界面时 全部被反射回原介质的现象 1 3 光密介质 N N A O C 光疏介质 在研究全反射现象中 刚好发生全反射时 即折射角等于90 的入射角 叫做临界角 用C表示 当光线从光密介质射入光疏介质时 如果入射角等于或大于临界角 就发生全反射现象 1 临界角 发生全反射现象 临界角 2 1 发生全反射的条件 1 光从光密介质进入光疏介质 2 入射角等于或大于临界角 2 临界角与折射率之间的关系 当发生全反射时 折射角为900入射角为临界角 用C表示 则有 三 全反射条件 例1 试求光从折射率为n的某种介质中射向空气 或真空 界面时的临界角C 已知玻璃的折射率为 其临界角多大 例2 某介质的折射率为 一束光从介质射向空气 入射角为60 图中哪个光路图是正确的 晶莹剔透的露珠 劣质的玻璃中往往含有气泡 这些空气泡看上去比较亮 对这一现象有下列不同的解释 其中正确的是 A空气泡对光线有聚集作用 因而较亮 B 空气泡对光线有发散作用 因而较亮 C 从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分发生全反射 因而较亮 D 从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分发生全反射 因而较亮 D 鱼眼里的世界 例 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 的倒立圆锥里 为什么 C 水的折射率为1 33所以C 48 80则有圆锥顶角 2C 97 60 1 光导纤维 光纤通讯 一种利用光的全反射原理制成的能传导光的玻璃丝 由内芯和外套组成 直径只有几微米到100微米左右 内芯的折射率大于外套的折射率 当光线射到光导纤维的端面上时 光线就折射进入光导纤维内 经内芯与外套的界面发生多次全反射后 从光导纤维的另一端面射出 而不从外套散逸 故光能损耗极小 四 全反射的应用 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 光导纤维的用途很大 通过它可以实现光纤通信 光纤 光纤通信的主要优点是容量大 衰减小 抗干扰性强 虽然光纤通信的发展历史只有20多年的 但是发展的速度是惊人的 1 光线由AB面垂直入射 横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜 2 光线由AC面垂直入射 变化90 变化180 全反射棱镜 全反射原理在生活中的应用及对奇妙自然现象的解释 A B C C B A 在AC面发生全反射 垂直由BC面出射 在AB BC面发生两次全反射 垂直由AC面出射 全反射棱镜 一般的平面镜都是在玻璃的后面镀银 但是银面容易脱落 因此对于精密的光学仪器 如照相机 望远镜 显微镜等 就需要用全反射棱镜代替平面镜 与平面镜相比 它的反射率高 几乎可达100 提高反射率 在实际的潜望镜里用全反射棱镜代替平面镜 潜望镜 如图所示 自行车的尾灯采用了全反射棱镜的原理 它虽然本身不发光 但在夜间骑行时 从后面开来的汽车发出的强光照到尾灯后 会有较强的光被反射回去 使汽车司机注意到前面有自行车 尾灯的原理如图所示 下面说法中正确的是 A 汽车灯光应从左面射过来在尾灯的左表面发生全反射B 汽车灯光应从左面射过来在尾灯的右表面发生全反射C 汽车灯光应从右面射过来在尾灯的左表面发生全反射D 汽车灯光应从右面射过来在尾灯的右表面发生全反射 C 如图所示 一条长度为L 5 0m的光导纤维用折射率为n 的材料制成 一细束激光由其左端的中心点以 45 的入射角射入光导纤维内 经过一系列全反射后从右端射出 求 该激光在光导纤维中的速度v是多大 该激光在光导纤维中传输所经历的时间是多少 一束平行单色光从真空射向一块半圆形的玻璃块 入射方向垂直直径平面 如图 已知该