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7 全反射 猜一猜 這是什么現(xiàn)象呢 海市蜃樓 多么奇妙的自然現(xiàn)象 1 折射光線與入射光線 法線在上 且折射光線和入射光線分居 3 光從空氣斜射入水中 或其他介質(zhì)中 折射角入射角 2 入射角增大時 折射角也隨著 4 光線垂直射向介質(zhì)表面時 傳播方向 5 折射中光路是 6 若光從其它介質(zhì)斜射向空氣時 折射角入射角 1 折射光線與入射光線 法線在同一平面上 且折射光線和入射光線分居法線兩側(cè) 3 光從空氣斜射入水中 或其他介質(zhì)中 折射角小于入射角 2 入射角增大時 折射角也隨著增大 4 光線垂直射向介質(zhì)表面時 傳播方向不改變 5 折射中光路是可逆的 6 若光從其它介質(zhì)斜射向空氣時 折射角大于入射角 一 光疏介質(zhì)與光密介質(zhì) 光疏介質(zhì) 折射率小的介質(zhì) 光密介質(zhì) 折射率大的介質(zhì) 全反射 注 光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)是相對的 光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)的界定是以折射率為依據(jù)的 與介質(zhì)的其它屬性 如密度等 無關(guān) 同一種光在光疏媒質(zhì)中傳播速度較大 在光密媒質(zhì)中傳播速度較小 幾種介質(zhì)的折射率 當(dāng)光線從空氣射向玻璃中 如果逐漸增大入射角 會出現(xiàn)什么情況 如果是從玻璃中射向空氣中呢 1 全反射 光線從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)時 當(dāng)入射角增大到某一角度 折射角達到90 折射光線完全消失的現(xiàn)象 二 全反射 結(jié)論 1 能量分配 E入 E反 E折2 現(xiàn)象發(fā)生在光密介質(zhì)到光疏介質(zhì) 如果光從光疏介質(zhì)到光密介質(zhì)不能發(fā)生上述現(xiàn)象 3 入射角大于某一臨界值 折射角為900 時才能發(fā)生上述現(xiàn)象 2 臨界角 折射角變成90 時的入射角 用C表示 3 發(fā)生全反射的條件 入射角等于或大于臨界角 光線從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì) 臨界角的計算 當(dāng)光線從介質(zhì)進入真空或空氣時 由于臨界角C是折射角等于90 時的入射角 根據(jù)光路可逆性和折射定律 因而 或 自然界中常見的光現(xiàn)象 水中的氣泡特別亮 蒙氣差 海市蜃樓 海面上 沙漠中 1 水中或玻璃中的氣泡看起來特別明亮 原因是 光從水或玻璃射向氣泡時 一部分光在分界面上發(fā)生了全反射 2 蒙氣差 3 蜃景的成因和規(guī)律 三 全反射現(xiàn)象的應(yīng)用 1 光導(dǎo)纖維 光纖通訊 光導(dǎo)纖維的用途非常廣泛 在醫(yī)學(xué)上可用光導(dǎo)纖維窺視人體內(nèi)部的情況 或把體內(nèi)的病變情況用光導(dǎo)纖維傳送出圖像 供醫(yī)生直接觀察或拍出照片以作進一步的研究 因此可以作胃 十二指腸 心臟血管 子宮等內(nèi)部的檢查和診斷 如果把能量足夠大的激光通過光導(dǎo)纖維傳輸?shù)饺梭w內(nèi) 還可以用激光在體內(nèi)作外科手術(shù)或制止內(nèi)出血 如治療胃潰瘍病人的內(nèi)出血等 用激光和光導(dǎo)纖維進行光纖通信 是光纖應(yīng)用的一個重要方面 已取得了重大的成就 光纖通信的優(yōu)點很多 第一 光纖的能量損耗低 第二 光纖是電介質(zhì) 絕緣性能好 不擔(dān)心被雷擊 并能抗電磁干擾 可在有較強電磁干擾的環(huán)境中使用 第三 光纖體積小 質(zhì)量小 易彎曲 可組成各種光纜 便于敷設(shè)和維護 由于光纖通信有上述優(yōu)點 在短短的幾十年間已得到迅速發(fā)展 我國的北京 天津 南京 上海 武漢 廣州 沈陽 哈爾濱等大城市間均有了光纖通信 并且通信的范圍還在迅速擴大中 全反射的應(yīng)用 光導(dǎo)纖維 能夠傳導(dǎo)光 特制的細玻璃絲 由內(nèi)芯和外套 內(nèi)芯的折射率比外套大 能夠傳送聲音 實驗 圖像及數(shù)字信號 容量大 衰減小 抗干擾強 鞏固練習(xí) 1 已知n紅 n黃 n綠 紅 黃 綠三種單色光以相同的入射角從介質(zhì)射向空氣 若黃光在界面上恰好發(fā)生全反射 則 A 紅光一定能發(fā)生全反射 B 綠光一定能發(fā)生全反射 C 只有紅光從介質(zhì)進入空氣 D 只有綠光從介質(zhì)進入空氣 分析 又 SinC 1 n 根據(jù)入射角i C黃 鞏固練習(xí) 2 在水中的魚看來 水面和岸上的所有景物 都是出現(xiàn)在頂角為97 的倒立圓錐里 它的原因是什么 在魚看來岸邊的景物是什么樣的 岸邊景物 分析 48 5 48 5 97 如圖2所示 一透明塑料棒的折射率為n 光線由棒的一端面射入 當(dāng)入射角i在一定范圍內(nèi)變化時 光將全部從另一端面射出 當(dāng)入射角為i時 光在棒的內(nèi)側(cè)面恰好發(fā)生全反射