内容正文:
光的全反射
鲁科版3-4第4章
海市蜃楼
光的全反射
1、 光从玻璃射入空气时,不断增加入射角时,有哪些变化?
折射角θ2 为90°时,会发生什么情况?
合作探究:
θ1
θ2
玻璃
N
N'
A
O
B
空气
θ1
θ2
玻璃
N
N'
A
O
B
空气
光由玻璃射入空气时,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,这种现象叫做全反射.
折射角θ2 为90°时,发生全反射现象.
全反射
θ2
θ1
θ3
玻璃
N
N'
A
O
C
空气
因而 :
临界角
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:
光密介质
光只有从折射率较大的介质射入折射率较小的介质时,
才可能发生全反射
光疏介质
光密介质和光疏介质
光密介质和光疏介质是相对的
几种介质的折射率
金刚石
二硫化碳
玻 璃
水 晶 2.42
1.63
1.5~1.9
1.55 岩盐 1.55
酒精 1.36
水 1.33
空气 1.0028
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.
临界角C满足
小结:
水的临界角为48.80 各种玻璃的临界角为320-420 金刚石的临界角为24.40
思考:光从以上介质射入空气,谁更易发生全反射?
例1、光在某种介质中的传播,介质的折射率为2,若要使光从此介质射向真空时发生全反射,则入射角不可能的值是:[ ]
150 B. 300
C. 450 D. 600
A
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°,如图所示的哪个光路图是正确的[ ]
D
海市蜃楼
C
密
海市蜃楼
密
炎热夏天公路上的蜃景
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 °
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.
全反射的应用--全反射棱镜
各种玻璃的临界角为320-420
θ
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
光导纤维是非常细的特制玻璃丝,直径只有几微米到几百微米之间,由内芯与外套两层组成.内芯的折射率比外套的大,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射.
把光导纤维聚集成束,使其两端纤维排列的相对位置相同,图像就可以从一段传到另一端了.
光导纤维
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
例3.在自行车的后挡泥板上,常常安装着一个“尾灯”。其实它不是灯,它是一种透明的塑料制成的,其截面如图15-1所示。夜间,从自行车后方来的汽车灯光照在“尾灯”上时,“尾灯”就变得十分明亮,以便引起汽车司机的注意。从原理上讲,它的功能是利用了( )
A.光的折射 B.光的全反射
C.光的干涉 D.光的衍射
例4.如图所示,一段横截面为正方形的玻璃棒,中间部分弯成四分之一圆弧形状,一细束单色光由MN端面的中点垂直射入,恰好能在弧面EF上发生全反射,然后垂直PQ端面射出。
(1)求该玻璃棒的折射率;
(2)若将入射光向N端平移,当第一次射到弧面EF上时________(填“能”“不能”或“无法确定能否”)发生全反射。
自主小结
1、光疏介质、光密介质
2、全反射
现象
临界角C
全反射的产生条件
3、生活中的全反射
全反射棱镜光导纤维
海市蜃楼
1.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
课堂检测:
2.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