全反射临界角.ppt

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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°。光疏介质光密介质光疏介质光

2、密介质光疏介质光密介质3.全反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。光疏介质光密介质（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。光疏介质光密介质α0二、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。光疏介质光密介质α0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

3、空气的临界角折射率临界角物质1.4748.6º47.3º42.9º水30~42º酒精甘油24.4º1.361.331.5~1.9玻璃2.42金刚石三、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

4、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100m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

5、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sinα0=1/n∴α0红α0黄α0绿>>答：

6、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。1.与实际位置相比，水下潜水员看到的岸上物体的位置（）(A)变高了。(B)变低了。(C)高度未变。(D)无法确定。AC