1、1.2 全反射 临界角,问题引入,全反射,临界角的计算,全反射的应用,“坐井观天”是个有历史典故的成语，这个贬义词常被用来形容某人阅历狭窄，跟它相仿的成语还有“井底之蛙”。,空桶底之蛙，它的视野被桶口所限，有看不到的死角。而当桶中注满水之后放进一条鱼，鱼儿虽然躲在水下却能对水面上的世界一览无遗。,问题引入,井底之蛙,水中之鱼,一、 全反射,两介质相比较，折射率小的为光疏介质，折射率大的为光密介质。,1. 光疏介质和光密介质,2. 全反射现象,（1）光从光疏介质射到光密介质时，折射角小于入射角，并小于90；,（2）光从光密介质射到光疏介质时，折射角大于入射角，折射角可等于或大于90。,3. 全反
2、射,入射光线在介质分界面上被全部反射的现象。,（3）如果再增大入射角，光线就会全部被反射，这就是全反射现象。,（2）入射角等于或大于临界角。,（1）光线从光密介质到光疏介质；,5. 全反射的条件,4. 临界角 折射角等于90o时的入射角叫临界角。,二、 临界角的计算,真空（或空气）的折射率为1，相对于其他介质总是光疏介质。当光从折射率为n 的介质进入真空或空气时，,上式表明，在其他介质与真空或空气的界面上，折射率越大的介质其临界角越小，越容易发生全反射。,注意：上式只适用于光线从介质到真空（或空气）。,几种介质对真空或空气的临界角,三、全反射的应用,1. 全反射棱镜 横截面是等腰直角三角形的棱
3、镜叫全反射棱镜。,当光线从玻璃射向空气的入射角为45o时，入射角大于玻璃对空气的临界角，光线在玻璃与空气的界面上发生了全反射。,2.角反射器 它是由三个互相垂直的反射平面组成的反射器。射入角反射器的光线，不论其方向如何，都会被沿入射方向的反方向反射出去。,角反射器的反射面可以是平面镜，也可以是两种介质的界面。,角反射器是激光测距的主要器具, 只要激光射中它,反射光就能返回原处。,角反射器被广泛应用于各种车辆的尾部和一些醒目标志。,3. 光导纤维 (1)光导纤维 光导纤维是直径只有几微米到100m左右，由内芯和外套组成，光线就在内芯和外套的界面上发生全反射。,光导纤维，直径只有几微米到100 m
4、,光在弯曲的玻璃棒中的全反射,(2)光纤通信 光纤通讯是利用光导纤维来传导光波，并在光波上加载信息的通讯方式。早在1870年，英国物理学家廷德尔首次在伦敦的实验室内发现了光导纤维的原理，改变了光只能沿直线传播的局限性-光可以沿着光纤沿曲线前进。但他的研究并没有立刻得到利用，直到1955年，英国伦敦帝国学院的卡帕尔博士才成功地制成了光导纤维。现在，光纤通讯已经成为一种先进、快速的通讯方式被广泛地利用。光导纤维是传送激光的通道。它是具有特殊化学性能的材料，一般由超纯石英或特殊光学玻璃制成，直径非常小，大约只有几微米到几百微米,连同它的保护涂层一起才只有一根头发那么粗。用于通讯的光纤有很多根光导纤维
5、集塑束而成，中间用钢棒或尼龙棒加固。,例1 红、黄、绿三种单色光以相同的入射角从同一介质射向空气。绿光的折射率大于黄光的折射率，黄光的折射率又大于红光的折射率，若黄光在界面上恰好发生全反射，则 （ ）,(A)红光一定能发生全反射。(B)绿光一定能发生全反射。(C)只有红光从介质进入空气。(D)只有绿光从介质进入空气。,分析,sin0 = 1 / n,答：绿光一定能发生全反射；只有红光从介质进入空气。,B,例2 在水中的鱼看来，水面和岸上的所有景物，都是出现在顶角为 97的倒立圆锥里，为什么？,分析：,48.5,48.5,97,练 习,2. 欲使光在两种介质的界面上发生全反射，下列说法正确的是 （ ） (A) 光从真空射向介质，入射角足够小。 (B) 光从介质射向真空，入射角足够小。 (C) 光从介质射向空气，入射角大于临界角。 (D) 光从空气射向介质，入射角大于临界角。,A,C,
