1.2 全反射 临界角_图文.ppt

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。

全反射临界角简介全反射临界角是光学中一个重要的概念，指的是光从光密介质射向光疏介质时，当入射角大于临界角时，光将发生全反射现象，即全部反射回原介质。

本文将介绍全反射临界角的定义、计算方法以及相关的应用。

全反射临界角的定义全反射临界角是指光从光密介质射向光疏介质时，入射角大于临界角时光发生全反射的临界角度。

具体而言，当入射角大于临界角时，入射光线无法进入光疏介质，而是在光密介质中发生全反射，全部反射回原介质。

全反射临界角可以由光的折射定律和光密介质和光疏介质的折射率之间的关系来计算。

根据折射定律，入射角、折射角以及两个介质的折射率之间有如下关系：n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)其中，n1是光密介质的折射率，n2是光疏介质的折射率，θ1是入射角，θ2是折射角。

当入射角大于临界角时，光从光密介质射向光疏介质时，折射角的正弦值将大于1，根据三角函数的定义，正弦值大于1是不可能的，因此入射角无法折射，全部发生全反射。

全反射临界角的计算方法全反射临界角的计算方法可以通过折射定律来推导。

当光从光密介质射向光疏介质时，当且仅当入射角等于临界角时，折射角为90度（即光线垂直于界面），此时光线刚好沿界面传播。

因此，我们可以假设折射角为90度，将这一条件代入折射定律来计算临界角。

假设光密介质的折射率为n1，光疏介质的折射率为n2，代入折射定律可得：n1 * sin(θc) = n2 * sin(90)由于sin(90)等于1，我们可以简化上述等式为：n1 * sin(θc) = n2从中可以解出临界角的值：θc = arcsin(n2/n1)其中arcsin是反正弦函数，可以使用计算器或数学软件来计算。

全反射临界角的应用全反射临界角在光学领域有广泛的应用。

以下列举几个典型的应用案例：1.光纤通信：光纤通信是一种高速、大容量的数据传输方式，其基本原理就是利用了全反射临界角。

光纤内部的芯和包层分别是光密介质和光疏介质，入射光从光密介质射向光疏介质时，由于折射角大于临界角，光会全反射在光纤内部传播，从而实现信号传输。

例如，水晶与水相比， 水晶为光密介质，水为光疏介质 水与空气相比， 水为光密介质，空气为光疏介质。
发生全反射的条件是: 光由光密介质射入光疏介质， 且入射角大于等于临界角。 例如，当光从水晶射入水时可能发生全反射，而光从水射入水晶 时就不会发生全反射，
典例
一束单色光从玻璃射入空气。 已知玻璃的折射率n=1.53，当入射角分别为50°、30 °时，光能 否发生折射? 若能，折射角为多大?
光由不同的介质射入真空或空气时，临界角不同根据折射定律， 光从折射率为n的某种介质进入真空或空气时的临界角C应满足
1
根据公式 sinC= 1可求出不同介质的临界角。
n
钻石的临界角约为 24.4° 水的临界角约为 48.8° 而玻璃因制造材料的不同，临界角有较大的差异，一般在 30°— 42°
介质的临界角越小，就越容易发生全反射。
科学知识
为了使钻石能发生全反射，需要将其表面打磨成特定的角 度使射到钻石背面的光的入射角大于其临界角24.4°。
科学知识
在图4-30中，图(a)是打合适的一种式样而图(b)(c)分别是 打得太深、太浅的情况，这样光会从其侧面或者底面射出， 使钻石失去光泽。
课堂练习
课堂练习
1.自行车尾灯用透明介质制成， 其外形如图所示。请说明自行 车尾灯在夜晚被灯光照射时特 别明亮的原因。

用同样的分析方法可知，当光 垂直于 AC面射入棱镜时，在两 个直角边的界面都会发生全反 射，使光的传播方向改变了 180°(图4-25)。
全反射棱镜的反射性能比镀 银的平面镜更好，精密的光 学仪器常用它代替镀银平面 镜来反射光，如全反射棱镜 应用于潜望镜等
美妙的彩虹，常引发人们产生美好的联想，被比喻为“天空的 微笑”“相会的彩桥”等。通常能看见的彩虹是红色在外、紫 色在内，这被称为“虹”。

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．
3-2 全反射—人教版（2019）高中物理选择 性必修 第一册 课件(共 64张PP T)
2．光导纤维及其应用 (1)光导纤维对光的传导原理：利用了 光的全反射．
(2)光导纤维的构造：光导纤维是非常细的特制玻璃丝，直
径从几微米到一百微米，由内芯和外套两层组成．内芯的折射 率比外套的折射率 大 ，光传播时在内芯与外套的界面上发 生 全反射．
(3)光导纤维的应用——光纤通信
光纤通信的主要优点是 容量大 ，此外光纤传输还有 衰减少 、抗干扰性强等多方面的优点．
3-2 全反射—人教版（2019）高中物理选择 性必修 第一册 课件(共 64张PP T)
(1)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．
(2)光疏介质和光密介质的比较
3-2 全反射—人教版（2019）高中物理选择 性必修 第一册 课件(共 64张PP T)
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
(2)临界角 C 的表示式：由折射定律知，光由某种介质射向 真空(或空气)时，若刚好发生全反射，则 n＝ssinin9C0°＝sin1C.所以 sinC＝n1.