《全反射》ppt课件

N B
θ2 O 空气
介质
θ1 N' A
N
θ2Fra Baidu bibliotek
B
O 空气
介质
θ1 A
N'
折射角θ2 为90°时，会发生什么情况？
光由光密介质射入光疏介质时，同时发生反射和折射， 折射角大于入射角，随着入射角的增大，反射光线越来越强， 折射光线越来越弱，当折射角增大到90°时，折射光线完全 消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射．
全反射棱镜
在光学仪器里，常用全反射棱镜来代替平面镜，改变 光的传播方向．望远镜为了提高倍数，镜筒要很长，通过 使用全反射棱镜能够缩短镜筒的长度．
全反射棱镜
一般的平面镜都是在玻璃的后面镀银，我们在以前 讨论平面镜成像都只考虑这个银面的反射，实际上由于平 面镜玻璃的前表面对光线的反射，形成多个虚像，其中第 一次被玻璃前表面反射而形成的虚像S是最明亮的．
当光线从光密介质射入 光疏介质时，如果入射角等 于或大于临界角，就发生全 反射现象．
折射角等于90°时的入射角叫做临界角，用符
号C 表示．光从折射率为n的某种介质射到空气(或 真空)时的临界角C 就是折射角等于90°时的入射角，
根据折射定律可得：
sin90 1 n
sinC sinC
因而 ：
sin C 1 n
N B
θ2
O 空气
介质
C
θ3 θ1 N'
A
N
O 空气
介质
θ3 θ1
C
A
N'
折射角θ2 为90°时，发生全反射现象．
在研究全反射现象中，刚好发生全反射的，即 折射角等于90°时的入射角是一个很重要的物理量， 叫做临界角．临界角用C 表示
N
θ1 ≥ 临界角
O 光疏介质
光密介质
θ3 θ1
C
N'
A
发生全反射现象
平面镜玻璃的前表面
平面镜玻璃的后表面
全反射棱镜
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．
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．
光导纤维
全反射现象是自然界里常见 的现象，我们常听到的“光纤通信” 就是利用了全反射的原理。
弯曲的玻璃棒能传光
点
击
画
面
观
看
动
画
光导纤维是非常细 的特制玻璃丝，直径只 有几微米到几百微米之 间，由内芯与外套两层 组成．内芯的折射率比 外套的大，光传播时在 内芯与外套的界面上发 生全反射．
光导纤维
把光导纤维聚集成束， 使其两端纤维排列的相 对位置相同，图像就可 以从一段传到另一端 了．
光导纤维的用途很大，医学上将其制成内窥镜， 用来检查人体内脏的内部
全反射 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．
N A
θ2 ＞ θ3
N
A
θ1
O
空气
介质 1
n１ ＜ n2
θ1 O
空气 介质2
θ2
B N'
介质1相对介质2是光疏介质
θ3 B
N'
介质1与介质2相对空气都是光密介质
既然光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角， 由此可以预料，当入射角增大到一定程度时，折射角就会增 大到90°．
发生全反射的条件
① 光从光密介质进入光疏介质； ② 入射角等于或大于临界角．
三、例题
例1、在水中的鱼看来，水面上和岸上的所有景 物，都出现在顶角约为97.6°的倒立圆锥里，为 什么？
空气
C
水
S
你能想象一下，从水里看到的水面上景物是什么样的吗？ 所有水面上的景物在什么范围内？
在倒立圆锥里
三、例题
• (1)该介质的折射率；
• (2)光在该介质中传播的速度；
• (3)当光从介质射入空气时的临界角．
全反射棱镜
横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜 1、光线由AB面垂直入射， 在AC面发生全反射，垂直 由BC面出射． 变化90 °
2、光线由AC面垂直入射，
在AB、 BC面发生两次全反
射，垂直由AC面出射． 变化180 °
例2、如图所示，介质Ⅱ为空气，介质Ⅰ的折射率
为 2 ，下列说法中正确的是 C A．光线a、b都不能发生全反射 B．光线a、b都能发生全反射 C．光线a发生全反射，光线b不发生全反射 D．光线a不发生全反射，光线b发生全反射
.
• 如图2所示，一束光线从空气射入某介质，入射光 线与反射光线夹角为90°，折射光线与入射光线 延长线间夹角为15°，求：
内窥镜的结构
光导纤维在 医学上的应用
光导纤维的用途很大，通过它可以实现光纤通信．
光纤
光纤通信的主要优点是容量大、衰减小、抗干 扰性强．虽然光纤通信的发展历史只有20多年的， 但是发展的速度是惊人的．
.
.
练习题1
• 水的折射率为n，距水面深度为h处有一点 光源，岸上的人看见水面被点光源照亮的圆 形区域的直径多大？
设临界角为C，有
，即
，
故圆形区域的直径为
R h
C S
.
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13.2 《全反射》
水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮
原因是：光从水或玻璃射向气泡时，一部分光在分界 面上发生了全反射
.
1.什么是光疏介质，什么是光密介质； 2.什么是光的全反射及发生全反射的条件 3.什么是临界角及如何计算临界角 4.全反射棱镜的构造及原理. 5.“光纤通信”的原理及其应用.