第4章 3. 光的全反射-【志鸿优化训练】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册笔记(教科版)

第四章光及其应用。 3光的全反射 1.全反射 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中传播的现象叫作全 反射。 (1)全反射的条件 ①光由光密介质射至光疏介质的界面上： ②人射角大于或等于临界角。 (2)全反射遵循的规律 ①发生全反射时，光全部返回原介质，入射光与反射光遵循光的反射定律。 ②光从介质射入空气（真空）时，发生全反射的临界角C和折射率n的关系是nC=】 几种介质的临界角 金刚石 二硫化碳 玻璃 甘油 酒精 水 24.4° 38 30°42 43 17° 48.7 (3)从能量角度来理解全反射：当光从光密介质射入光疏介质时，随着入射角增大， 折射角也增大。同时折射光线强度减弱，能量减小，反射光线强度增强，能量增加，当入 射角达到临界角时，折射光线强度减弱到零，反射光线的能量等于入射光线的能量。 2.不同色光的临界角 由于不同颜色（频率不同）的光在同一介质中的折射率不同。频率越大的光，折射率 也越大，所以不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时，频率越大的光的临界角越小， 越易发生全反射。 3.光导纤维 (1)工作原理：由于有机玻璃的折射率大于空气的折射率，当光从有机玻璃棒的一端 射入时，可以沿有机玻璃棒的曲面发生多次全反射，从另一端射出。 光源 外套内 (2)实际用的光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。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，使反射光的能量最强，实现远距离传送。 (3)光纤通信：把载有声音、图像和各种数字信号的激光从光纤的一端输入，沿着光 纤传到另一端。主要优点是容量大、衰减小，抗干扰性强、传输质量高等。 物理· 31 ☑笔记&必记 (4)医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体的胃、肠等器官内部，如图所示。 物镜接光源传光束 光导纤维 传像束 日镜 控制钮 【典例】关于全反射，下列说法正确的是() A.发生全反射时，仍有折射光线，只是折射光线非常弱，因此可以认为不存在折射光 线而只有反射光线 B.光线从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射 C.光线从光密介质射向光疏介质时，不一定会发生全反射 D.光线从光疏介质射向光密介质时，不可能发生全反射 【解析】A.光从光密介质射向光疏介质时，当入射角增大到某一角度后，折射光线完 全消失，只剩下反射光线的现象叫全反射，A错误；BC.光线从光密介质射向光疏介质时， 入射角必须大于或等于临界角才能发生全反射，B错误，C正确：D.光线从光疏介质射向 光密介质时，不可能发生全反射，D正确。 【答案】CD 4光的干涉 1.双缝干涉 (1)双缝千涉示意图 单色光 S, S双缝 P --- S 单色光→ S 明暗相间的条纹 屏 挡板 屏 (2)双缝的作用：将一束光分成两束频率相同且振动情况完全一致的相干光（能发生 干涉的两束光称为相干光)。 2.光产生干涉的条件 两束光的频率相同、相位差恒定、振动方向相同。 32 ·物理