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3.2全反射
第四章
光
學
露珠看起來會比較亮
海市蜃樓
全反射
當光從光密介質進入光疏介質時，折射角等于900，折射光完全消失，入射光全部返回原來的介質中，這種現象叫做全反射.
光從光密介質射向光疏介質時，折射角等于900時的入射角用字母
C
表示.臨界角是指光由光密介質射向光疏介質時，發生全反射形象時的最小入射角，是發生全反射的臨界狀態.
折射角逐漸
；
折射光線亮度逐漸
；
反射角逐漸
；
反射光線亮度逐漸
；
當入射角增大到某一角度時，
折射光線
，所有光線全部反射。
觀察現象后回答：
隨著入射角的逐漸增大的過程中
增大
減弱
增大
增強
消失
此時的入射角叫做臨界角，用C表示
一、臨界角
臨界角的計算
1、當光由某種介質射入真空或空氣時:
2、任意兩種介質:n密、n疏
故臨界角C
=
=
arcsin(
)
其中,
n密、n疏分別為光密介質和光疏介質的絕對折射率.
n密對疏=
θ1
θ3
玻璃介質
N
N'
A
O
B
空氣
=C
θ2
二、全反射的應用
1、全反射棱鏡
在AC面發生全反射，垂直由BC面出射．
在AB、
BC面發生兩次全反射，垂直由AC面出射．
各種玻璃的臨界角為320-420
θ
A
B
C
A
B
C
橫截面是等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡
（1）光線由AB面垂直入射
光垂直于它的任意一個界面射入，都會在內部發生全反射
（2）光線由AC面垂直入射
光的傳播方向變化90
°
光的傳播方向變化180
°
2、光導纖維
光導纖維是非常細的特制玻璃絲，直徑只有幾微米到幾百微米之間，由內芯與外套兩層組成．內芯的折射率比外套的大，光傳播時在內芯與外套的界面上發生全反射．
把光導纖維聚集成束，使其兩端纖維排列的相對位置相同，圖像就可以從一段傳到另一端了．
制成內窺鏡，用來檢查人體內臟的病變。
夏天，在氣壓恒定的海面上，空氣密度隨高度增加而減小，對光的折射率也隨之減小，從而形成一具有折射率梯度的空氣層.當光線通過此空氣層時，將發生偏折.
1、上現蜃景，海市蜃樓
2、下現蜃景，沙漠蜃景
在沙漠里，白天沙石被太陽曬得灼熱，接近沙層的氣溫升高極快。由于空氣不善于傳熱，所以在無風的時候，空氣上下層間的熱量交換極小，遂使下熱上冷的氣溫垂直差異非常顯著，并導致下層空氣密度反而比上層小的反常現象
3、在潛水員看來，岸上的所有景物，都出現在一個倒立的圓錐里，為什么？這個圓錐的頂角是多大？（水的折射率1.33）
600
0
空氣
A
600
0
空氣
B
600
0
空氣
C
600
0
空氣
D
C
1、光由空氣射入某介質時,入射角為450,折射角為300,當光由該介質進入空氣時,
如果入射角為600,下列各光路圖中可能的是(
)
2、空氣中兩條光線a和b從方框左側入射，分別從方框下方和上方射出，其框外光線如圖所示.方框內有兩個折射率n＝1.5的全反射玻璃棱鏡.下列選項給出了兩棱鏡的四種放置方式的示意圖.其中能產生圖中效果的是
3、如圖所示，AB為一直光導纖維，A、B之間距離為s，使一光脈沖信號從光導纖維中間入射，射入后在光導纖維與空氣的界面上恰好發生全反射，由A點傳輸到B點所用時間為t，求光導纖維所用材料的折射率n.(已知光在真空中的傳播速度為c)
解析　設光導纖維所用材料的折射率為n，則有
4、一厚度為h的玻璃板水平放置，其下表面貼有一半徑為r的圓形發光面.在玻璃板上表面放置一半徑為R的圓紙片，圓紙片與圓形發光面的中心在同一豎直線上.已知圓紙片恰好能完全遮擋住從圓形發光面發出的光線(不考慮反射)，求玻璃板的折射率.
解析　如圖所示，從圓形發光面邊緣的A點發出的一條光線射到玻璃板上表面A′點恰好發生全反射，
其中L＝R－r

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