内容发布更新时间 : 2024/6/1 9:59:46星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第2节 全反射

1.光从光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角；反之，折射角大于入射角。

2．临界角：折射角为90°时的入射角。

3．发生全反射的条件：(1)光从光密介质射入光疏介质；(2)入射角大于或等于临界角。

4．光从介质射入空气(真空)时临界角与折射率

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的关系：sin C＝。

n5．全反射棱镜和光导纤维都利用了光的全反射。

一、光疏介质和光密介质

定义 传播速度 折射特点 二、全反射

1．全反射及临界角的概念

光疏介质 折射率较小的介质 光密介质 折射率较大的介质 光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的传播速度小 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 (1)全反射：光从光密介质射入光疏介质时，若入射角增大到某一角度，折射光线就会消失，只剩下反射光线的现象。

(2)临界角：刚好发生全反射，即折射角等于90°时的入射角。用字母C表示。 2．全反射的条件

要发生全反射，必须同时具备两个条件： (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。 3．临界角与折射率的关系

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光由介质射入空气(或真空)时，sin C＝(公式)。

n三、全反射的应用

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1．全反射棱镜

(1)形状：截面为等腰直角三角形的棱镜。 (2)光学特性：

①当光垂直于截面的直角边射入棱镜时，光在截面的斜边上发生全反射，光线垂直于另一直角边射出。

②当光垂直于截面的斜边射入棱镜时，在两个直角边上各发生一次全反射，使光的传播方向改变了180°。

2．光导纤维及其应用 (1)原理：利用了光的全反射。

(2)构造：光导纤维是非常细的特制玻璃丝，由内芯和外层透明介质两层组成。内芯的折射率比外层的大，光传播时在内芯与外层的界面上发生全反射。

(3)主要优点：容量大、能量损耗小、抗干扰能力强，保密性好等。

1．自主思考——判一判

(1)密度大的介质就是光密介质。(×)

(2)两种介质相比较，折射率大的介质是光密介质。(√) (3)光密介质和光疏介质具有绝对性。(×)

(4)光从密度大的介质射入密度小的介质时一定能发生全反射。(×) (5)光从水中射入空气中时一定能发生全反射。(×) (6)光纤通信的主要优点是容量大。(√) 2．合作探究——议一议 (1)水是光密介质还是光疏介质？

提示：光密介质和光疏介质是相对的，与折射率大的比是光疏介质，如与水晶相比；与折射率小的比是光密介质，如与空气相比。

(2)为什么水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮？

提示：水或玻璃中的气泡是光疏介质，光经过水或玻璃照射气泡时，一部分光会发生全反射，相对于其他物体而言，有更多的光反射到人眼中，就好像光是由气泡发出的，因此人眼感觉气泡特别明亮。

对全反射的理解

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1.光疏介质和光密介质的理解

(1)对光路的影响：根据折射定律，光由光疏介质射入光密介质(例如由空气射入水)时，折射角小于入射角；光由光密介质射入光疏介质(例如由水射入空气)时，折射角大于入射角。

(2)光疏介质和光密介质的比较

光疏介质 光密介质

光的传播速度 大 小 折射率 小 大 (3)相对性：光疏介质、光密介质是相对的。任何两种透明介质都可以通过比较光在其中传播速度的大小或折射率的大小来判定谁是光疏介质或光密介质。

2．全反射现象 (1)全反射的条件

①光由光密介质射向光疏介质。 ②入射角大于或等于临界角。

(2)全反射遵循的规律：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，由于不存在折射光线，光的折射定律不再适用。

(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，即折射光线能量减小，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，反射光的能量等于入射光的能量。

(4)临界角

①定义：刚好发生全反射(即折射角为90°)时的入射角为全反射的临界角，用C表示。 ②表达式：光由折射率为n的介质射向真空或空气时，若刚好发生全反射，则折射角恰sin 90°1好等于90°，n＝，即sin C＝。

sin Cn③不同色光的临界角：不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时，频率越高的光的临界角越小，越易发生全反射。

[典例] 如图13-2-1所示是一个透明圆柱体的横截面，一束单色光平行于直径AB射向圆柱体，光线经过折射后恰能射到B点。已知入射光线到直径AB的距离为的半径。已知光在真空中的传播速度为c，则( )

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R，R是圆柱体2

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