内容正文:
第四章 第2节 全反射
问题导入
水中的气泡看上去特别明亮,这是为什么呢?
知识梳理
一、光疏介质与光密介质
1.光疏介质:折射率较小的介质,光在光疏介质中传播速度相对较大。
2.光密介质:折射率较大的介质,光在光密介质中传播速度相对较小。
3.折射特点:光从光疏介质射入光密介质时,折射角小于入射角;光从光密介质射入光疏介质时,折射角大于入射角。
▲说明:光疏介质与光密介质不是指它们的密度大小,而是从介质的光学特性定义。例如,酒精的密度比水小,但酒精和水相比酒精是光密介质.
二、全反射
1.定义:光从光密介质射入光疏介质时,若入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光线完全消失,只剩下反射光线的现象。
2.临界角:刚发生全反射,即折射角等于90°时的入射角,用字母C表示。
3.全反射的条件:
(1)光从光密介质射入光疏介质;(2)入射角等于或大于临界角。
4.临界角与折射率的关系:光由介质射入
空气(或真空)时, 。
三、全反射的应用
1.全反射棱镜:截面为等腰直角三角形的棱镜,当光垂直射入玻璃时,光线不发生偏折,但在玻璃内部,光射向玻璃与空气的界面时,入射角大于临界角,发生全反射。这种棱镜在光学仪器中可用来改变光的方向,如双筒望远镜中的全反射棱镜等。
2.光导纤维:由折射率较大的内芯和折射率较小的外套组成,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射。如果把光导纤维聚集成束,使纤维在两端排列的相对位置一样,图像就可以从一端传到另一端,医学上用这种光纤制成内窥镜。
判一判
(1)水的密度大于酒精的密度,水是光密介质。( × )
(2)光从水中射入空气中时一定能发生全反射。( × )
(3)光从玻璃射入水中时能发生全反射。( √ )
(4)水或玻璃中的气泡看起来特别亮,就是因为光从水或玻璃射向气泡时,在界面发生了全反射。( √ )
(5)只要入射角足够大,就能发生全反射。( × )
重点突破
[例1]为了测定某种材料制成的长方体的折射率,用一束光线从AB面以60°入射角射入长方体时光线刚好不能从BC面射出,如图所示,该材料的折射率是多少?
任务一:全反射的理解
[变式1] (多选)如图所示,一束光由空气射到透明介质球上的A点,入射角为i,则( )
A.当i足够大时,在A点发生全反射
B.当i足够大时,光从球内向外射出时将发生全