高三物理全反射(恢复)

1、（一）光疏介质与光密介质（一）光疏介质与光密介质1 1、定义、定义: 两种介质中折射率较小的介质叫做两种介质中折射率较小的介质叫做光疏介质光疏介质. .两种介质中折射率较大的介质叫做两种介质中折射率较大的介质叫做光密介质光密介质. .对光疏介质对光疏介质 n n较小较小 同一频率的光在其中同一频率的光在其中传播的传播的V V较大；较大；对光密介质对光密介质 n n较大较大 同一频率的光在其中同一频率的光在其中传播的传播的V V较小。较小。1)1)、光疏介质与光密介质是相对而言的。没有、光疏介质与光密介质是相对而言的。没有绝对的光密介质绝对的光密介质. .例如：水、玻璃和金刚石三种介质比较，例如

2、：水、玻璃和金刚石三种介质比较，n n水水1.33 n1.33 n玻璃玻璃1.51.51.9 n1.9 n金刚石金刚石2.422.42。 对水而言，玻璃是光密介质；但对金刚石对水而言，玻璃是光密介质；但对金刚石而言，玻璃则是光疏介质。而言，玻璃则是光疏介质。 2)2)、光疏介质与光密介质的界定是以折射率为、光疏介质与光密介质的界定是以折射率为依据的依据的, ,与介质的其它属性与介质的其它属性( (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， 酒精相对于水是光密介质，但酒精相对于水是光密介质，但 水水 酒精酒精。

3、2 2、注意点、注意点: :N NNNA AOOB B光疏介质光疏介质光密介质光密介质ir光从光疏介质进入光密介质光从光疏介质进入光密介质ri光从光密介质进入光疏介质光从光密介质进入光疏介质 r iiN NNNA AOOB B光疏介质光疏介质光密介质光密介质r思考思考1 1： 光进入疏、密不同介质时的角度大小关系？光进入疏、密不同介质时的角度大小关系？思考思考2 2： 光从光密介质射向光疏介质时，逐渐增大入射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，折射角接近角，当入射角增大到某一角度时，折射角接近9090，继续增大入射角，会发生什么现象？继续增大入射角，会发生什么

4、现象？ 1 1 2 2N NNNA AOOB B光疏介质光密介质B B 1 1 2 2N NNNA AOO光密介质光疏介质 光密介质光密介质光疏介质光疏介质( (二二) )全反射全反射1 1、概念：、概念： 光从光密介质进入光疏介质时光从光密介质进入光疏介质时,当入射角增大到当入射角增大到某一角度某一角度使使折射角等于折射角等于90900 0, ,此时此时, ,折射光折射光完全消失完全消失, ,入射光全部反入射光全部反回原来的介质中回原来的介质中, ,这种现象叫做全反射这种现象叫做全反射. .2 2、临界角、临界角(C)(C)1) 1) 定义定义: :光从光密介质射向光疏介质时光从光密介质射向

5、光疏介质时, ,折射折射角等于角等于90900 0时的入射角时的入射角, ,叫做临界角叫做临界角. .用字母用字母C C表示表示. . 临界角是指光由光密介质射向光疏介质时临界角是指光由光密介质射向光疏介质时, ,发生全反射现象时发生全反射现象时 的最小入射角的最小入射角, ,是发生全反射的临界状态是发生全反射的临界状态. .2)发生全反射的条件：发生全反射的条件： 光由光由光密光密介质射入介质射入光疏光疏介质介质入射角大于等于临界角即入射角大于等于临界角即iC若入射角若入射角iC,则不发生全反射则不发生全反射,既有反射又有折射现象既有反射又有折射现象.当光由某种折射率为当光由某种折射率为n

6、n的介质射入真空或空气时的介质射入真空或空气时: :Cnsin90sin0=nC1arcsin=3)3)临界角的计算临界角的计算: :n光密介质光密介质真空真空c光从几种介质射到空气（或真空）时的临界角：光从几种介质射到空气（或真空）时的临界角： 水的临界角为水的临界角为48.80 玻璃的临界角为玻璃的临界角为320420 金刚石的临界角为金刚石的临界角为24.50同学们尝试过在游泳课的时候潜入同学们尝试过在游泳课的时候潜入水中看岸上的景物吗水中看岸上的景物吗? ?你会发现水面你会发现水面上的所有景物，都出现在一个倒立上的所有景物，都出现在一个倒立圆锥里，为什么？圆锥里，为什么？ 例题例题C水

7、的折射率为水的折射率为1.33 所以所以C=48.80设圆锥的顶角为设圆锥的顶角为，则，则=2C=97.60nC1sin= 1. 1. 某玻璃的临界角为某玻璃的临界角为4242，当在玻璃中的，当在玻璃中的某一光线射到玻璃与空气的分界面时，若入射某一光线射到玻璃与空气的分界面时，若入射角略小于临界角，则光线在空气中的折射角应角略小于临界角，则光线在空气中的折射角应为为 ( )( ) A. A.小于小于4242 B. B.小于小于6060 C. C.小于小于9090 D. D.无折射光线无折射光线C C练习练习: : 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= 的某的某

8、种玻璃的表面，如图所示，种玻璃的表面，如图所示，i代表入射角，则代表入射角，则( )( )2BCDBCDA.A.当当i4545时会发生全反射现象时会发生全反射现象B.B.无论入射角是多大，折射角都不会超无论入射角是多大，折射角都不会超4545C.C.欲使折射角欲使折射角 =30=30应以应以i=45=45的角度入射的角度入射D.D.当入射角当入射角i=arctan =arctan 时，反射光线跟折时，反射光线跟折射光线恰好互相垂直射光线恰好互相垂直2内芯内芯外套外套三、全反射在通讯技术中的应用三、全反射在通讯技术中的应用1.光导纤维光导纤维 实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径实际用的光

9、导纤维是非常细的特制玻璃丝，直径只有几微米到一百微米之间，由内芯和外套两层组成。只有几微米到一百微米之间，由内芯和外套两层组成。内芯的折射率比外套的大，内芯的折射率比外套的大，传播时在内芯与外套的界传播时在内芯与外套的界面上发生全反射，面上发生全反射，经内芯与外套的界面发生多次全反射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后从光导纤维的另一端面射出,而不从外套散逸而不从外套散逸,故光故光能损耗极小。能损耗极小。 光导纤维的用途很大，通过它可以实现光纤通信光导纤维的用途很大，通过它可以实现光纤通信光纤光纤 光纤通信利用了全反射的原理。光纤通信利用了全反射的原理。 光纤通信的主要

10、优点是容量大、衰减小、抗干扰强。光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰强。 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内窥镜的结构内窥镜的结构 光导纤维在光导纤维在医学上的应用医学上的应用 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。2.全反射棱镜典型应用全反射棱镜典型应用1、光线由、光线由AB面垂直入面垂直入射射2、光线由、光线由AC面垂直面垂直入射入射全反射棱镜全反射棱镜ABCCBA在在AC面发生全反射，面发生全反射，垂直由垂直由BC面出射面出射在在AB、 BC面发生两次全面发生两

11、次全反射，垂直由反射，垂直由AC面出射面出射反光率高，接近反光率高，接近100%100%，成像失真小。，成像失真小。应用：精密昂贵的光学仪器中，比如显微镜，应用：精密昂贵的光学仪器中，比如显微镜，单反相机，潜望镜，望远镜单反相机，潜望镜，望远镜全反射棱镜的优点全反射棱镜的优点（1 1）水或玻璃中的气泡看上去特别明亮）水或玻璃中的气泡看上去特别明亮 水或玻璃中的气泡是光疏介质，光经水或玻璃照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，人眼感觉会特别明亮。到人的眼睛中，人眼感觉会特别明亮。 （2 2）在炎热的夏天，我们有时会看到远处）在炎热的夏天，我们有时会看到远处柏油马路上显得特别明亮柏油马路上显得特别明亮 因为贴近热路面附近的空气层稀薄，比上层空因为贴