光的全反射

（选修3-4）13.7 全反射

一、针对训练

1.什么是临界角? 临界角公式怎样推导?

空气时入射角为60°，其正确的光路图如图1中哪一幅所示？

3．一束平行单色光从真空射向一块半圆形的玻璃块，入射方向垂直直径平面，如图，已知该玻璃的折射率为2，下列判断中正确的是：

A．所有光线都能通过玻璃块

B．只有距圆心两侧R/2范围内的光线才能通过玻璃块

C．只有距圆心两侧R/2范围内的光线不能通过玻璃块

D．所有光线都不能通过玻璃块

4．介质Ⅰ中光速为v1=c，介质Ⅱ中的光速为v2=c/2，临界角为30°，如果光线a，b如图中所示射到Ⅰ、Ⅱ两介质的分界面上，那么正确的是

A．a，b均不能发生全反射B．a，b均能发生全反射C．a能发生全反射D．b能发生全反射

5．用临界角为42°的玻璃制成的三棱镜ABC，∠B=15°，∠C=90°，一束光线垂直AC面射入，如图5它在棱镜内发生全反射的次数为

A．2次B．3次C．4次D．5次

6．如图所示，入射光线1经45°的直角三棱镜折射，反射后，沿着与入射光相反的方向射出，如图中光线Ⅱ所示，现将棱镜顺时针方向转过一个小角α，如图虚线所示，则

A．出射光线应与光线Ⅰ平行

B．出射光线也顺时针方向转过α角

C．出射光线逆时针方向转过α角

D．出射光线顺时针方向转过2α角

7．光由空气以45°的入射角射向介质时，折射角是30°，则光由介质射向空气的临界角是____。

8．如图所示的三棱镜中，BC面镀有反射膜，一束白光斜射入AB面，经棱镜后在屏幕的bc 段形

成彩色光带，则b点颜色是____色（屏幕距棱镜的AC面较近且与AC面平行）。

9、水的折射率n＝4

3

，当在水面下h＝2m深处放一强点光源时，看到透光水面的最大直径是

多大？当此透光水面的直径变大时，光源正在上浮还是正在下沉？

10.如图所示,图中的水的折射率n=1.414,在水面下有一点光源A,则点光源能够照亮的区域是哪一部分? 它的面积多大?

答案：

1、略

2．D

3．B

4．D

5．B

6．A

7、45°

8、红

9．4.54m，下沉

10、略

二、知识拓展——蜃景的倒立和正立由谁来定

蜃景，又叫海市蜃楼。它不仅会在夏日的海面上出现，还能在内陆沙漠上出现。但，出现在这两处的蜃景，却有正立和倒立的差异，这是为什么？

根据光的折射原理可知：当光从光密介质射到光疏介质的界面上时，如果入射角等于或大于临界角，就会发生全反射。我们知道，空气密度随温度的升高而减小，由于海水和沙石的比热不同，造成其上方空气的密度分布不均匀，形成一层层折射率不同的介质。

夏日白天，靠近海面的空气比上方空气温度低，空气的折射率由下向上逐渐减小，形成层层折射率不同的介质层。当远处景物发出的光线射向空中时，经过层层折射，入射角不断增大，当大于临界角时，就会发生全反射。若反射光线进入观察者的眼里，就会看到远处像悬在空中的正立的景物。

而沙漠地带形成蜃景的过程正好相反：由于阳光的照射，靠近地面的空气温度比上层高，空气的折射率由下向上逐渐增大，远处景物射出的光线射向地面时，经过层层折射，入射角逐渐增大，当达到临界角时，就会发生全反射，这时观察者看到贴近地面的景物全是倒立的。

综上所述，所谓蜃景不管倒立还时正立，都是光在密度不均匀的空气中传播时发生的全反射现象，其原理都是相同的。