《全反射》

大道之行也，天下为公。选贤与能，讲信修睦。 D. 社会应该积极改进规则，使规则符合社会发展
【B. 解有析利距】于服最务困远难群的众，两帮助个其履光行公斑民义之务 间的距离。
4．如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球， 则( )
A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 B．小球所发的光能从水面任何区域射出 C．小球所发的光从水中进入空气后频率变大 D．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大 【答案】 D
5. ABCDE 为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图，AB⊥BC，由 a、b 两种单色光组成的细光束从空气垂直于 AB 射入棱镜，经两次反射后光线 垂直于 BC 射出，且在 CD、AE 边只有 a 光射出，光路图如图所示，则 a、b 两 束光( )
第十五章 光学
第二节 光的全反射和色散
知识梳理
1．当光由光密介质射向空气时，折射角大于入射角，当入射角增加到某一 数值时，折射角将达到 90°，这时光疏介质中将不再出现折射光线，此时的入射 角叫做临界角。
2．光由介质射向空气，当入射角大于或等于临界角时，不再存在折射光线， 这种现象叫做全反射，如果临界角为 C，该光的折射率为 n，则 sinC＝n1。
A．O1 点在 O 点的右侧 B．蓝光从空气中射入水中时，速度变小 C．若沿 AO1 方向射向水中的是一束紫光，则折射光线有可能通过 B 点正 下方的 C 点 D．若沿 AO1 方向射向水中的是一束红光，则折射光线有可能通过 B 点正 上方的 D 点 E．若蓝光沿 AO 方向射向水中，则折射光线有可能通过 B 点正上方的 D 点 【答案】 BCD
4．由七色光组成的光带称光谱。 5．光纤通信原理：光在光纤中传播，射到内、外层的分界面上时，因入射 角大于临界角而发生全反射，所以光从光纤的一个端面射入后，经过多次全反 射，能量无损失地从另一个端面射出。

第三章
光及其应用
2 全反射
01课前自主学习 03课堂效果检测
02课堂考点演练 课时作业
一、全反射
1．不同介质的折射率不同，我们把折射率 较小 称为光疏介质，折射率 较大 的介质称为光密介质．
的介质
2．全反射及临界角的概念
(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 光线就会完全消失，只剩下 反射 光线的
(多选)一束光从空气射向折射率 n＝ 2的某种玻璃的表面， 如右图所示．θ1 代表入射角，则( BC )
A．当 θ1>45°时会发生全反射现象 B．无论入射角 θ1 是多大，折射角 θ2 都不会超过 45° C．当入射角 θ1＝45°时，折射角 θ2＝30° D．当入射角 θ1＝60°时，反射光线与折射光线垂直
1光疏介质和光密介质是相对而言的，并没有绝对意义. 2光疏和光密是从介质的光学特性来说的，并不是它的密 度大小.
2．全反射 (1)定义：光由光密介质射向光疏介质时，若入射角增大到 某一角度，使折射角达到 90°时，折射光完全消失，只剩下反射 光，这种现象叫做全反射．如下图所示．
(2)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．
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．
1 用字母 C 表示，则 sinC＝ n .
3．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 大于等于 临界角．
二、全反射的应用 1．全反射棱镜的截面是 等腰直角 三角形，当光垂直于 直角边射向棱镜时，光的传播方向改变了 90° 角，当光垂直 于斜边射向棱镜时，光的传播方向改变了 180° 角．

水的折射率为1.33 所以C=48.80
则有圆锥顶角θ=2C=97.60
13.2全反射
平遥二中 刘壮
全反射棱镜：截面为等腰直角三角形的棱镜
45
45 45
45 45
45
变化90 °
13.2全反射
变化180 °
平遥二中 刘壮
全反射棱镜：截面为等腰直角三角形的棱镜
13.2全反射
平遥二中 刘壮
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．
因为“侈谈冷静下来或服用渐进主义的 镇静剂 ”对于 推进美 国的民 主进程 没有丝 毫意义 。 .因为美国黑人需要拥有和白人一样的 民主、 自由、 正义、 平等和 尊严等 作为人 的最起 码的权 利。 .因为事实已经证明以前的“侈谈冷静 下来或 服用渐 进主义 的镇静 剂”，对 于美国 黑人的 解放无 济于事 。 .因为美国黑人已经期待了百年，被冷 落了百 年，受 歧视了 百年， 而且贫 穷了百 年。 美国黑人不能进入各类高层机构，不 能从事 智力性 较强的 活动。 .美国黑人不能与白人享有同样的人格 尊严与 自由活 动，不 能参加 投票与 选举。 .美国黑人大部分都在社会底层挣扎， 承受的 是繁重 的劳役 、接连 的迫害 与生活 的苦难 。 .美国黑人生命与生活毫无保障，沦为 白人的 奴隶， 没有一 点人身 自由。
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．
13.2全反射
平遥二中 刘壮
光导纤维
构造特点：双层，内芯材料的 折射率比外套材料的折射率大
13.2全反射
平遥二中 刘壮
海市蜃楼
13.2全反射
平遥二中 刘壮

教学设计光路图，再结合几何关系，具体求解。

（4）求光的传播时间的一般思路(1)全反射现象中，光在同种均匀介质中的传播速度大小不发生变化，即v＝c n。

(2)全反射现象中，光的传播路程应结合光路图与几何关系进行确定。

(3)利用t＝lv求解光的传播时间。

三、解决全反射问题的基本步骤(1)确定光是从光密介质进入光疏介质。

(2)应用sin C＝1/n确定临界角。

(3)根据题设条件,判定光在传播时是否发生全反射。

(4)若发生全反射,画出入射角等于临界角时的临界光路图。

(5)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、计算。

内容讲解例1：(2017·全国卷Ⅲ·34(2))如图6，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线OO′表示光轴(过球心O与半球底面垂直的直线).已知玻璃的折射率为1.5.现有一束平行光垂直入射到半球的底面上，有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线).求：(1)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值；(2)距光轴R3的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离.例2：[2019·全国卷①，34(2)]如图8，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，①A＝90°，①B＝30°。

一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于AC边射出。

(1)求棱镜的折射率；(2)保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出。

求此时AB边上入射角的正弦。

解析(1)光路图及相关量如图所示。

光束在AB边上折射，由折射定律得sin isin α＝n①式中n是棱镜的折射率。

由几何关系可知α＋β＝60°①由几何关系和反射定律得β＝β′＝①B①联立①①①式，并代入i＝60°得n＝3①(2)设改变后的入射角为i′，折射角为α′，由折射定律得sin i′sin α′＝n①依题意，光束在BC边上的入射角为全反射的临界角θc，且sin θc＝1 n①由几何关系得θc＝α′＋30°①由①①①①式得入射角的正弦为sin i′＝3－2 2①例3：(2020·湖南怀化模拟)如图10所示，将一个折射率为n＝3的正方体玻璃砖放在空气中，正方形ABCD是它的一个截面，边长l＝60 cm。