4.5全反射与光导纤维.ppt

全反射与光导纤维 贺兰县回民高级中学 吴建平 光疏介质 光密介质 n水晶 1 55n水 1 33n空气 1 0003 水是光密介质 是否正确 水相对于空气是光 介质 水相对于水晶是光 介质 密 疏 折射率较小的介质叫做光疏介质 折射率较大的介质叫做光密介质 i 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 光从光疏介质射入光密介质时 入射角 折射角 光从光密介质射入光疏介质时 入射角 折射角 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 光密介质 光疏介质 思考 入射角增大时 折射角也随着增大 结论 光线从光密介质射入光疏介质 随着入射角的增大 反射角 折射角都随之增大 同时反射光的强度增强 能量逐渐增强 折射光的强度减弱 能量逐渐减弱 当入射角达到某一角度时折射角为900 此时 在界面上只有反射光线 没有折射光线 折射光的能量已减弱为零 再看一遍 全反射 光由光密介质射入光疏介质时 同时发生反射和折射 折射角大于入射角 随着入射角的增大 反射光线越来越强 折射光线越来越弱 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 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的意义呢 N 真空 介质 N 真空 介质 临界角C出现全反射的最小入射角 临界角 指光由光密介质射向光疏介质时 发生全反射时折射角等于90 时的入射角 用符号C表示 真空 介质 常见物质的临界角 水 48 80玻璃 320 420金刚石 24 40 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 是不是入射角大于临界角就能发生全反射呢 以上两个条件必须同时满足 缺一不可 光的全反射现象的应用 1 全反射棱镜 截面为等腰直角三角形的棱镜 45 45 45 45 全反射棱镜典型应用 作用 改变光路优越性 反光率高 接近达到100 成像失真小 应用 精密昂贵的光学仪器中 显微镜 单反相机 潜望镜 望远镜 光的全反射现象的应用 2 光导纤维一种利用光的全反射原理制成的能传导光的非常细的特制玻璃丝 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 光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射 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 2 光线在玻璃和空气的分界面上发生全反射的条件是 A 光从玻璃射到分界面上 入射角足够小B 光从玻璃射到分界面上 入射角足够大C 光从空气射到分界面上 入射角足够小D 光从空气射到分界面上 入射角足够大 3 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