1、3.23.2全反射全反射第四章光 学请观察请观察露珠看起来会比较亮海市蜃楼全反射全反射 当光从光密介质进入光疏介质时,折射角等于900,折射光完全消失,入射光全部返回原来的介质中,这种现象叫做全反射.请思考请思考光从光密介质射向光疏介质时,折射角等于900时的入射角用字母 C 表示.临界角是指光由光密介质射向光疏介质时,发生全反射形象时的最小入射角,是发生全反射的临界状态.1.折射角逐渐 ;2.折射光线亮度逐渐 ;3.反射角逐渐 ;4.反射光线亮度逐渐 ; 5.当入射角增大到某一角度时, 折射光线 ,所有光线全部反射。观察现象后回答:随着入射角的逐渐增大的过程中增大减弱增大增强消失此时的入射角
2、叫做临界角,用C表示一、一、临界角临界角临界角的计算1、当光由某种介质射入真空或空气时:2、任意两种介质:n密、n疏故临界角C = arcsin( ) 其中, n密、n疏分别为光密介质和光疏介质的绝对折射率. n密对疏=13玻璃介质NNAOB空气=C2二、全反射的应用二、全反射的应用1、全反射棱镜在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面出射各种玻璃的临界角为320-420A AB BC CA AB BC C横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜(1)光线由AB面垂直入射光垂直于它的任意一个界面射入,都会在内部发生
3、全反射(2)光线由AC面垂直入射光的传播方向光的传播方向变化变化90 90 光的传播方向光的传播方向变化变化180 180 2 2、光导纤维、光导纤维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制成内窥镜,用来检查人体内脏的病变。请思考请思考夏天,在气压恒定的海面上,空气密度随高度增加而减小,对光的折射率也随之减小,从而形成一具有折射率梯度的空气层.当光线通过此空气层时,将发生偏折.1、上现蜃景,海市蜃楼请思考请思考2
4、、下现蜃景,沙漠蜃景在沙漠里,白天沙石被太阳晒得灼热,接近沙层的气温升高极快。由于空气不善于传热,所以在无风的时候,空气上下层间的热量交换极小,遂使下热上冷的气温垂直差异非常显著,并导致下层空气密度反而比上层小的反常现象请思考请思考3、在潜水员看来,岸上的所有景物,都出现在一个倒立的圆锥里,为什么?这个圆锥的顶角是多大?(水的折射率1.33)做一做做一做6000空气A6000空气B6000空气C6000空气DC 1、光由空气射入某介质时,入射角为450,折射角为300,当光由该介质进入空气时, 如果入射角为600,下列各光路图中可能的是( )做一做做一做 2、空气中两条光线a和b从方框左侧入射
5、,分别从方框下方和上方射出,其框外光线如图所示.方框内有两个折射率n1.5的全反射玻璃棱镜.下列选项给出了两棱镜的四种放置方式的示意图.其中能产生图中效果的是 做一做做一做 3、如图所示,AB为一直光导纤维,A、B之间距离为s,使一光脉冲信号从光导纤维中间入射,射入后在光导纤维与空气的界面上恰好发生全反射,由A点传输到B点所用时间为t,求光导纤维所用材料的折射率n.(已知光在真空中的传播速度为c)解析设光导纤维所用材料的折射率为n,则有做一做做一做 4、一厚度为h的玻璃板水平放置,其下表面贴有一半径为r的圆形发光面.在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片,圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上.已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射),求玻璃板的折射率.解析如图所示,从圆形发光面边缘的A点发出的一条光线射到玻璃板上表面A点恰好发生全反射,其中LRr