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1、第十三章 光 第二节 全反射人教版选修人教版选修3-4 不同介质的折射率不同，我们把折射率较小的介质称为光疏介质，折射率较大的介质称为光密介质光疏介质和光密介质是相对的13NNAOB12空气NNAOB全反射介质 1空气介质2介质1相对介质2是光疏介质介质1与介质2相对空气都是光密介质23nn2 既然光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，既然光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，由此可以预料，当入射角增大到一定程度时，折射角就会增由此可以预料，当入射角增大到一定程度时，折射角就会增大到大到909012介质NNAOB空气12介质NNAOB空气折射角折射角 2 2 为为9090时，会
2、发生什么情况？时，会发生什么情况？光由光密介质射入光疏介质时，同时发生反射和折射，光由光密介质射入光疏介质时，同时发生反射和折射，折射角大于入射角，随着入射角的增大，反射光线越来越强，折射角大于入射角，随着入射角的增大，反射光线越来越强，折射光线越来越弱，当折射角增大到折射光线越来越弱，当折射角增大到9090时，折射光线完全时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射全反射折射角折射角 2 2 为为9090时，发生全反射现象时，发生全反射现象13介质NNAOC空气12介质NNAOB空气3C13光密介质NNAOC光疏介质在研究全反射现象中，刚好发生全
3、反射的，即在研究全反射现象中，刚好发生全反射的，即折射角等于折射角等于9090时的入射角是一个很重要的物理量，时的入射角是一个很重要的物理量，叫做临界角临界角用叫做临界角临界角用C 表示表示当光线从光密介质射入光密介质射入光疏介质光疏介质时，如果入射角等于或大于临界角，就发生全反射现象1 临界角临界角发生全反射现象 折射角等于90时的入射角叫做临界角，用符号C 表示光从折射率为n的某种介质射到空气(或真空)时的临界角C 就是折射角等于90时的入射角，根据折射定律可得：nCCsin1sin90sin因而因而 ：nC1sin发生全反射的条件发生全反射的条件 光从光密介质进入光疏介质； 入射角等于或
4、大于临界角 光导纤维 全反射现象是自然全反射现象是自然界里常见的现象，我们界里常见的现象，我们常听到的常听到的“光纤通信光纤通信”就是利用了全反射的原就是利用了全反射的原理，为了说明光导纤维理，为了说明光导纤维对光的传导作用，我们对光的传导作用，我们做下面的实验做下面的实验点点击击画画面面观观看看动动画画弯曲的玻璃棒能传光弯曲的玻璃棒能传光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光导纤维 光导纤维的用途很大，医学
5、上将其制成内窥镜，光导纤维的用途很大，医学上将其制成内窥镜，用来检查人体内脏的内部用来检查人体内脏的内部内窥镜的结构 光导纤维在医学上的应用光导纤维的用途很大，通过它可以实现光纤通信光导纤维的用途很大，通过它可以实现光纤通信光纤光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干扰性强虽然光纤通信的发展历史只有强虽然光纤通信的发展历史只有2020多年的，但是发展多年的，但是发展的速度是惊人的的速度是惊人的全反射棱镜全反射棱镜1、光线由AB面垂直入射，在AC面发生全反射，垂直由BC面出射横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜2、光线由AC面垂直入射，在AB、 B
6、C面发生两次全反射，垂直由AC面出射变化变化90 90 变化变化180 180 全反射棱镜 在光学仪器里，常用全反射棱镜来代替平面镜，改变光的传播方向望远镜为了提高倍数，镜筒要很长，通过使用全反射棱镜能够缩短镜筒的长度全反射棱镜一般的平面镜都是在玻璃的后面镀银，我们在以前讨论平面镜成像都只考虑这个银面的反射，实际上由于平面镜玻璃的前表面对光线的反射，形成多个虚像，其中第一次被玻璃前表面反射而形成的虚像S是最明亮的平面镜玻璃的前表面平面镜玻璃的后表面全反射棱镜对于精密的光学仪器，如照相机、望远镜、显微镜等，就需要用全反射棱镜代替平面镜，以消除多余的像 当然，如果在玻璃的前表面镀银，就不会产生多个像，但是前表面镀银，银面容易脱落