沪科版选修3-44.6全反射与光导纤维4.7激光课件(1)
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图 4-6-4 【解析】 光纤内芯比外套折射率大,在内芯与外套的界面上发生全反射. 【答案】 大 外套
6.如图 4-6-5 所示,一根长为 L 的直光导纤维,它的折射率为 n.光从它的一 个端面射入,从另一端面射出所需的最长时间为多少?(设光在真空中的光速为 c)
图 4-6-5
【解析】 该题考查光导纤维的全反射及光速问题.由题中的已知条件可知,
2.激光的平行度非常好 与普通光相比,传播相同距离的激光束的扩散程度小,光线仍能保持很大 的强度,保持它的高能量,利用这一点可以精确测距.现在利用激光测量地月距 离精确度已达到 1 m. 3.激光的亮度非常高 它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量.如果把强大的激光束 会聚起来,可使物体被照部分在千分之一秒的时间内产生几千万度的高温.不能 直接照射眼睛,否则会伤害眼睛.
要使光线从光导纤维的一端射入,然后从它的另一端全部射出,必须使光线在
光导纤维中发生全反射现象.要使光线在光导纤维中经历的时间最长,就必须使
光线的路径最长,即光对光导纤维的入射角最小,光导纤维的临界角为 C=
arcsin1n.光在光导纤维中传播的路程为 d=sinLC=nL,光在光导纤维中传播的速
度为 v=nc,所需的最长时间为 tmax=ncL=nc2L.
(3)全反射棱镜特点: ①与平面镜相比,全反射棱镜反射率高,几乎可达 100%. ②反射面不必涂任何反光物质,反射失真小. ③克服了平面镜成多个像的问题.
2.光导纤维 (1)构造:光导纤维一般由折射率较大的玻璃内芯和折射率较小的外层透明 介质组成,如图 4-6-2 所示.
图 4-6-2 实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝,直径只有几微米到一百微米之 间,外层包上折射率比它小的材料,再把若干根光纤集成一束,制成光缆,进 一步提高了光纤的强度.
4.激光单色性很好 激光的频率范围极窄,颜色几乎是完全一致的.
7.关于激光的应用,下列说法中正确的是( ) A.光纤通信是应用激光相干好的特点对信号进行调制,使其在光导纤维中进 行信息传递 B.计算机内用“磁头”可读出光盘上记录的信息是应用了激光平行度好的 特点来进行的 C.医学中用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点 D.“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的 特点 E.激光打孔是应用了激光相干性好的特点
1.激光的相干性好 所谓相干性好,是指容易产生干涉现象.普通光源发出的光(即使是所谓的单 色光)频率是不一样的,而激光器发出的激光的频率几乎是单一的,并且满足其 他的相干条件.所以,现在我们做双缝干涉实验时,无需在双缝前放一个单缝, 而是用激光直接照射双缝,就能得到既明亮又清晰的干涉条纹.利用相干光易于 调制的特点,传输信息,所能传递的信息密度极高,一条细细的激光束通过光 缆可以同时传送一百亿路电话和一千万套电视,全国人民同时通话还用不完它 的通讯容量,而光纤通信就必须借助激光技术才能发展.
【答案】 ABC
8.准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光刀,可用于进行近视眼的 治疗.用这样的激光刀对近视眼进行手术,手术时间短、效果好、无痛苦.关于这 个治疗,以下说法中正确的是( )
A.近视眼是物体成像在眼球中的视网膜的前面,使人不能看清物体 B.激光具有很好的方向性,用激光刀可以在非常小的面积上对眼睛进行手术 C.激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复 D.激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削 E.激光治疗近视眼手术是利用激光的相干性好
激光
1.激光的特点及应用
特点
性质
相干性:激光具有单色性好、相干性好, 单色
频率严格单一,且在同一个方向上偏振的 性好
光能产生稳定的干涉现象
应用 光纤通信
方向 平行度:激光的平行度非常好, 激光测距,读取光盘上记录的信
传播很远的距离发散角只有
性好
息等
0.06°
亮度高:它可以在很小的空间和 用激光束切割、焊接、医学上可
全反射现象的应用
1.全反射棱镜
顶角是直角的 等腰三棱叫镜做全反射棱镜,沿棱镜的任何一面垂直射入棱 镜的光都将发生全反射.
2.光导纤维 (1)构造和原理 光导纤维是非常细的特制玻璃丝,直径从几微米到几十微米之间,由内芯 和外层透明介质两层组成.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. (2)应用:光导纤维可应用于医学上的内窥镜和光纤通信.
【解析】 光纤通信主要利用激光的相干性好的特点,选项 A 正确;计算 机内的“磁头”可读出光盘上的信息主要应用了激光的平行度好的特点,选项 B 正确;医疗中用激光作“光刀”和工业上用激光打孔都是利用了激光的亮度高 的特点,选项 C 正确,E 错误;激光测距利用的是激光的平行度好的特点,选 项 D 错误.
2.对全反射的理解 (1)全反射是光的折射的特殊现象,全反射现象还可以从能量变化角度加以 理解.当光从光密介质射入光疏介质,在入射角逐渐增大的过程中,反射光的能 量逐渐增强,折射光的能量逐渐减弱,当入射角等于临界角时,折射光的能量 已经减弱为零,发生了全反射. (2)全反射遵循的规律:光从光密介质进入光疏介质发生全反射时,仍然遵 守反射定律,有关计算仍依据反射定律进行.
微细的光纤封装在塑料护套中,使得它能够弯曲而不至于断裂,光纤为什 么要由两层介质构成?
【提示】 光纤的工作原理是全反射,要由两种介质配合才能产生全反射 现象.
1.全反射棱镜 (1)用玻璃制成的截面为等腰直角三角形的棱镜,其临界角约为 42°. (2)改变光的传播方向: ①当光垂直于截面的直角边射入棱镜时,光在截面的斜边上发生全反射, 光射出棱镜时,传播方向改变了 90°. ②当光垂直于截面的斜边射入棱镜时,在两个直角边上各发生一次全反射, 使光的传播方向改变了 180°.
1.对光疏介质和光密介质的理解 光疏介质和光密介质是相对而言的,并没有绝对的意义.例如:水晶(n=1.55) 对玻璃(n=1.5)是光密介质,而对金刚石(n=2.42)来说,就是光疏介质.同一种介 质到底是光疏介质还是光密介质,不是绝对的.
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.例如,酒精 的密度比水小,但酒精和水相比酒精是光密介质.
1.下列选项所示光线由空气透过半圆形玻璃砖,再射入空气的光路图中,正 确的是(玻璃的折射率为 1.5)( )
【解析】 【答案】 BDE
2.已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为 1.33、1.55、1.60 和 1.63, 如果光按以下几种方式传播,可能发生全反射的是( )
A.从玻璃射入水晶 B.从水射入二硫化碳 C.从玻璃射入水中 D.从水晶射入水 E.从玻璃射入二硫化碳
图 4-6-3
【答案】
5.华裔科学家高锟获得 2009 年诺贝尔物理奖,他被誉为“光纤通讯之父”. 光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维,它的结构如图 4-6-4 所示,其内芯 和外套材料不同,光在内芯中传播.内芯的折射率比外套的________,光传播时 在内芯与________的界面上发生全反射.
n
【答案】
n2L c
对光导纤维折射率的要求 设光导纤维的折射率为 n,当入射光线的入射角为 θ1 时,进入端面的折射光 线传到侧面时恰好发生全发射,如图 4-6-6 所示,则有:sin C=1n,n=ssiinn θθ12,C +θ2=90°,由以上各式可得:
图 4-6-6
sin θ1= n2-1. 由图 4-6-6 可知:(1)当 θ1 增大时,θ2 增大,而从纤维射向空气中光线的入 射角 θ 减小.(2)当 θ1=90°时,若 θ=C,则所有进入纤维中的光线都能发生全反 射,即有 n= 2,以上是光从纤维射向真空时得到的折射率.(3)由于光导纤维包 有外套,外套的折射率比真空的折射率大,因此光导纤维折射率要比 2大些.
【解析】 发生全反射的条件之一是光从光密介质射入光疏介质,光密介 质折射率较大,故 A、C、D 正确.
【答案】 ACD
3.为了测定某种材料制成的长方体的折射率,用一束光线从 AB 面以 60°入 射角射入长方体时光线刚好不能从 BC 面射出,如图 4-6-1 所示,该材料的折射 率是多少?
图 4-6-1
(3)临界角与折射率的关系:光由介质射入空气(真空)时,sin C=1n.
1.只有一种介质能否确定它是光密介质还是光疏介质?
【提示】 不能.光密介质、光疏介质是对确定的两种介质相比较折射率而 确定的,只有一种介质是无法比较折射率的,从而无法确定它是光疏介质还是 光密介质.
2.为什么水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮? 【提示】 水或玻璃中的气泡是光疏介质,光经过水或玻璃照射气泡时, 一部分光会发生全反射,相对于其他物体而言,有更多的光反射到人眼中,就 好像光是由气泡发出的,因此人眼感觉气泡特别明亮.
亮度高 很短的时间内聚集起大到难以想 以用激光做“光刀”、激发核反
象的能量
应等
2.全息照相 (1)与普通照相技术的比较 普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息,而全息照相技术还记录了光 波的相位信息. (2)原理:全息照片的拍摄利用了光的干涉原理.
利用激光测量地球到月球的距离,应用了激光哪方面的性质? 【提示】 应用了“平行度”非常好的性质.
1.光疏介质和光密介质 (1)概念:两种介质比较,折射率小的介质叫做 光疏介质,折射率大的介质 叫做光密介质. (2)光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的传播速度小.
2.全反射现象 (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 射光线就会消失,只剩下反射光线的现象. (2)临界角:刚好发生全反射(即折射角等于 90°)时的入射角.用字母 C 表示.
4.5全反射与光导纤维4.6激光
学习目标
1.知道什么是光疏介质,什么是光密介质. 2.理解光的全反射,进行有关计算.(重点,难 点) 3.理解临界角的概念,能判断是否发生全反 射,并能解决有关的问题.(重点,难点) 4.知道光导纤维及其应用. 5.了解激光的主要特征和应用.
知识脉络
研究光的全反射现象
【解析】 如图所示,根据折射定律:
n=sisnin60r °
①
由题意可知 sin C=1n
②
而 C=90°-r
③
由②③得 cos r=1n
④
而 cos r= 1-sin2r
代入④得 1-sin2r=1n
⑤
联立①和⑤解得
n=
7 2.
【答案】
7 2
全反射定律的应用技巧 1.首先判断是否为光从光密介质进入光疏介质,如果是,下一步就要再利用 入射角和临界角的关系进一步判断,如果不是则直接应用折射定律解题即可. 2.分析光的全反射时,根据临界条件找出临界状态是解决这类题目的关键. 3.当发生全反射时,仍遵循光的反射定律和光路可逆性. 4.认真规范作出光路图,是正确求解这类题目的重要保证.
由 v=nc可知:光在光密介质中传播速度比在光疏介质中要小. 光在两种介质中传播时,由折射定律可知: n1sin θ1=n2sin θ2,n1v1=n2v2, 由此可知:当光从光密介质传播到光疏介质时,折射角大于入射角;当光 从光疏介质传播到光密介质时,折射角小于入射角.光在光疏介质中传播的速度 大于光在光密介质中传播的速度.
【解析】 激光手术是物理技术用于临床医学的最新成果.人的眼睛是一个 光学成像系统,角膜和晶状体相当于一个凸透镜,物体通过凸透镜成像在视网 膜上,人就能看清楚物体.当角膜和晶状体组成的这个凸透镜的焦距比较小,物 体成像在视网膜的前面时,人就不能看清物体,这就是近视眼,A 对;激光具有 很好的方向性,用激光刀可以在非常小的面积上对眼睛进行手术,B 对、E 错; 激光手术不是修复视网膜,而是对角膜进行切削,改变角膜的形状,使眼球中 的凸透镜的焦距适当变大,物体经过角膜和晶状体后成像在视网膜上,C 错、D 对.
(2)原理:全反射是光导纤维的基本工作原理.光在光纤内传播时,由光密介 质入射到光疏介质,若入射角 i≥C(临界角),光就会在光纤内不断发生全反射.
(3)应用:光纤通信是光导纤维的一个重要应用.载有声音、图像以及各种数 字信号的激光从光纤一端输入,就可以传到千里之外的另一端,实现光纤通信.
4.空气中两条光线 a 和 b 从方框左侧入射,分别从方框下方和上方射出,其 框外光线如图 4-6-3 所示,方框内有两个折射率为 n=1.5 的全反射玻璃棱镜.在 框内画出两个棱镜的放置方式并作出光路图.
6.如图 4-6-5 所示,一根长为 L 的直光导纤维,它的折射率为 n.光从它的一 个端面射入,从另一端面射出所需的最长时间为多少?(设光在真空中的光速为 c)
图 4-6-5
【解析】 该题考查光导纤维的全反射及光速问题.由题中的已知条件可知,
2.激光的平行度非常好 与普通光相比,传播相同距离的激光束的扩散程度小,光线仍能保持很大 的强度,保持它的高能量,利用这一点可以精确测距.现在利用激光测量地月距 离精确度已达到 1 m. 3.激光的亮度非常高 它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量.如果把强大的激光束 会聚起来,可使物体被照部分在千分之一秒的时间内产生几千万度的高温.不能 直接照射眼睛,否则会伤害眼睛.
要使光线从光导纤维的一端射入,然后从它的另一端全部射出,必须使光线在
光导纤维中发生全反射现象.要使光线在光导纤维中经历的时间最长,就必须使
光线的路径最长,即光对光导纤维的入射角最小,光导纤维的临界角为 C=
arcsin1n.光在光导纤维中传播的路程为 d=sinLC=nL,光在光导纤维中传播的速
度为 v=nc,所需的最长时间为 tmax=ncL=nc2L.
(3)全反射棱镜特点: ①与平面镜相比,全反射棱镜反射率高,几乎可达 100%. ②反射面不必涂任何反光物质,反射失真小. ③克服了平面镜成多个像的问题.
2.光导纤维 (1)构造:光导纤维一般由折射率较大的玻璃内芯和折射率较小的外层透明 介质组成,如图 4-6-2 所示.
图 4-6-2 实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝,直径只有几微米到一百微米之 间,外层包上折射率比它小的材料,再把若干根光纤集成一束,制成光缆,进 一步提高了光纤的强度.
4.激光单色性很好 激光的频率范围极窄,颜色几乎是完全一致的.
7.关于激光的应用,下列说法中正确的是( ) A.光纤通信是应用激光相干好的特点对信号进行调制,使其在光导纤维中进 行信息传递 B.计算机内用“磁头”可读出光盘上记录的信息是应用了激光平行度好的 特点来进行的 C.医学中用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点 D.“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的 特点 E.激光打孔是应用了激光相干性好的特点
1.激光的相干性好 所谓相干性好,是指容易产生干涉现象.普通光源发出的光(即使是所谓的单 色光)频率是不一样的,而激光器发出的激光的频率几乎是单一的,并且满足其 他的相干条件.所以,现在我们做双缝干涉实验时,无需在双缝前放一个单缝, 而是用激光直接照射双缝,就能得到既明亮又清晰的干涉条纹.利用相干光易于 调制的特点,传输信息,所能传递的信息密度极高,一条细细的激光束通过光 缆可以同时传送一百亿路电话和一千万套电视,全国人民同时通话还用不完它 的通讯容量,而光纤通信就必须借助激光技术才能发展.
【答案】 ABC
8.准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光刀,可用于进行近视眼的 治疗.用这样的激光刀对近视眼进行手术,手术时间短、效果好、无痛苦.关于这 个治疗,以下说法中正确的是( )
A.近视眼是物体成像在眼球中的视网膜的前面,使人不能看清物体 B.激光具有很好的方向性,用激光刀可以在非常小的面积上对眼睛进行手术 C.激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复 D.激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削 E.激光治疗近视眼手术是利用激光的相干性好
激光
1.激光的特点及应用
特点
性质
相干性:激光具有单色性好、相干性好, 单色
频率严格单一,且在同一个方向上偏振的 性好
光能产生稳定的干涉现象
应用 光纤通信
方向 平行度:激光的平行度非常好, 激光测距,读取光盘上记录的信
传播很远的距离发散角只有
性好
息等
0.06°
亮度高:它可以在很小的空间和 用激光束切割、焊接、医学上可
全反射现象的应用
1.全反射棱镜
顶角是直角的 等腰三棱叫镜做全反射棱镜,沿棱镜的任何一面垂直射入棱 镜的光都将发生全反射.
2.光导纤维 (1)构造和原理 光导纤维是非常细的特制玻璃丝,直径从几微米到几十微米之间,由内芯 和外层透明介质两层组成.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. (2)应用:光导纤维可应用于医学上的内窥镜和光纤通信.
【解析】 光纤通信主要利用激光的相干性好的特点,选项 A 正确;计算 机内的“磁头”可读出光盘上的信息主要应用了激光的平行度好的特点,选项 B 正确;医疗中用激光作“光刀”和工业上用激光打孔都是利用了激光的亮度高 的特点,选项 C 正确,E 错误;激光测距利用的是激光的平行度好的特点,选 项 D 错误.
2.对全反射的理解 (1)全反射是光的折射的特殊现象,全反射现象还可以从能量变化角度加以 理解.当光从光密介质射入光疏介质,在入射角逐渐增大的过程中,反射光的能 量逐渐增强,折射光的能量逐渐减弱,当入射角等于临界角时,折射光的能量 已经减弱为零,发生了全反射. (2)全反射遵循的规律:光从光密介质进入光疏介质发生全反射时,仍然遵 守反射定律,有关计算仍依据反射定律进行.
微细的光纤封装在塑料护套中,使得它能够弯曲而不至于断裂,光纤为什 么要由两层介质构成?
【提示】 光纤的工作原理是全反射,要由两种介质配合才能产生全反射 现象.
1.全反射棱镜 (1)用玻璃制成的截面为等腰直角三角形的棱镜,其临界角约为 42°. (2)改变光的传播方向: ①当光垂直于截面的直角边射入棱镜时,光在截面的斜边上发生全反射, 光射出棱镜时,传播方向改变了 90°. ②当光垂直于截面的斜边射入棱镜时,在两个直角边上各发生一次全反射, 使光的传播方向改变了 180°.
1.对光疏介质和光密介质的理解 光疏介质和光密介质是相对而言的,并没有绝对的意义.例如:水晶(n=1.55) 对玻璃(n=1.5)是光密介质,而对金刚石(n=2.42)来说,就是光疏介质.同一种介 质到底是光疏介质还是光密介质,不是绝对的.
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.例如,酒精 的密度比水小,但酒精和水相比酒精是光密介质.
1.下列选项所示光线由空气透过半圆形玻璃砖,再射入空气的光路图中,正 确的是(玻璃的折射率为 1.5)( )
【解析】 【答案】 BDE
2.已知水、水晶、玻璃和二硫化碳的折射率分别为 1.33、1.55、1.60 和 1.63, 如果光按以下几种方式传播,可能发生全反射的是( )
A.从玻璃射入水晶 B.从水射入二硫化碳 C.从玻璃射入水中 D.从水晶射入水 E.从玻璃射入二硫化碳
图 4-6-3
【答案】
5.华裔科学家高锟获得 2009 年诺贝尔物理奖,他被誉为“光纤通讯之父”. 光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维,它的结构如图 4-6-4 所示,其内芯 和外套材料不同,光在内芯中传播.内芯的折射率比外套的________,光传播时 在内芯与________的界面上发生全反射.
n
【答案】
n2L c
对光导纤维折射率的要求 设光导纤维的折射率为 n,当入射光线的入射角为 θ1 时,进入端面的折射光 线传到侧面时恰好发生全发射,如图 4-6-6 所示,则有:sin C=1n,n=ssiinn θθ12,C +θ2=90°,由以上各式可得:
图 4-6-6
sin θ1= n2-1. 由图 4-6-6 可知:(1)当 θ1 增大时,θ2 增大,而从纤维射向空气中光线的入 射角 θ 减小.(2)当 θ1=90°时,若 θ=C,则所有进入纤维中的光线都能发生全反 射,即有 n= 2,以上是光从纤维射向真空时得到的折射率.(3)由于光导纤维包 有外套,外套的折射率比真空的折射率大,因此光导纤维折射率要比 2大些.
【解析】 发生全反射的条件之一是光从光密介质射入光疏介质,光密介 质折射率较大,故 A、C、D 正确.
【答案】 ACD
3.为了测定某种材料制成的长方体的折射率,用一束光线从 AB 面以 60°入 射角射入长方体时光线刚好不能从 BC 面射出,如图 4-6-1 所示,该材料的折射 率是多少?
图 4-6-1
(3)临界角与折射率的关系:光由介质射入空气(真空)时,sin C=1n.
1.只有一种介质能否确定它是光密介质还是光疏介质?
【提示】 不能.光密介质、光疏介质是对确定的两种介质相比较折射率而 确定的,只有一种介质是无法比较折射率的,从而无法确定它是光疏介质还是 光密介质.
2.为什么水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮? 【提示】 水或玻璃中的气泡是光疏介质,光经过水或玻璃照射气泡时, 一部分光会发生全反射,相对于其他物体而言,有更多的光反射到人眼中,就 好像光是由气泡发出的,因此人眼感觉气泡特别明亮.
亮度高 很短的时间内聚集起大到难以想 以用激光做“光刀”、激发核反
象的能量
应等
2.全息照相 (1)与普通照相技术的比较 普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息,而全息照相技术还记录了光 波的相位信息. (2)原理:全息照片的拍摄利用了光的干涉原理.
利用激光测量地球到月球的距离,应用了激光哪方面的性质? 【提示】 应用了“平行度”非常好的性质.
1.光疏介质和光密介质 (1)概念:两种介质比较,折射率小的介质叫做 光疏介质,折射率大的介质 叫做光密介质. (2)光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的传播速度小.
2.全反射现象 (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 射光线就会消失,只剩下反射光线的现象. (2)临界角:刚好发生全反射(即折射角等于 90°)时的入射角.用字母 C 表示.
4.5全反射与光导纤维4.6激光
学习目标
1.知道什么是光疏介质,什么是光密介质. 2.理解光的全反射,进行有关计算.(重点,难 点) 3.理解临界角的概念,能判断是否发生全反 射,并能解决有关的问题.(重点,难点) 4.知道光导纤维及其应用. 5.了解激光的主要特征和应用.
知识脉络
研究光的全反射现象
【解析】 如图所示,根据折射定律:
n=sisnin60r °
①
由题意可知 sin C=1n
②
而 C=90°-r
③
由②③得 cos r=1n
④
而 cos r= 1-sin2r
代入④得 1-sin2r=1n
⑤
联立①和⑤解得
n=
7 2.
【答案】
7 2
全反射定律的应用技巧 1.首先判断是否为光从光密介质进入光疏介质,如果是,下一步就要再利用 入射角和临界角的关系进一步判断,如果不是则直接应用折射定律解题即可. 2.分析光的全反射时,根据临界条件找出临界状态是解决这类题目的关键. 3.当发生全反射时,仍遵循光的反射定律和光路可逆性. 4.认真规范作出光路图,是正确求解这类题目的重要保证.
由 v=nc可知:光在光密介质中传播速度比在光疏介质中要小. 光在两种介质中传播时,由折射定律可知: n1sin θ1=n2sin θ2,n1v1=n2v2, 由此可知:当光从光密介质传播到光疏介质时,折射角大于入射角;当光 从光疏介质传播到光密介质时,折射角小于入射角.光在光疏介质中传播的速度 大于光在光密介质中传播的速度.
【解析】 激光手术是物理技术用于临床医学的最新成果.人的眼睛是一个 光学成像系统,角膜和晶状体相当于一个凸透镜,物体通过凸透镜成像在视网 膜上,人就能看清楚物体.当角膜和晶状体组成的这个凸透镜的焦距比较小,物 体成像在视网膜的前面时,人就不能看清物体,这就是近视眼,A 对;激光具有 很好的方向性,用激光刀可以在非常小的面积上对眼睛进行手术,B 对、E 错; 激光手术不是修复视网膜,而是对角膜进行切削,改变角膜的形状,使眼球中 的凸透镜的焦距适当变大,物体经过角膜和晶状体后成像在视网膜上,C 错、D 对.
(2)原理:全反射是光导纤维的基本工作原理.光在光纤内传播时,由光密介 质入射到光疏介质,若入射角 i≥C(临界角),光就会在光纤内不断发生全反射.
(3)应用:光纤通信是光导纤维的一个重要应用.载有声音、图像以及各种数 字信号的激光从光纤一端输入,就可以传到千里之外的另一端,实现光纤通信.
4.空气中两条光线 a 和 b 从方框左侧入射,分别从方框下方和上方射出,其 框外光线如图 4-6-3 所示,方框内有两个折射率为 n=1.5 的全反射玻璃棱镜.在 框内画出两个棱镜的放置方式并作出光路图.