第三节全反射

学习目标1.知道光密介质、光疏介质的概念；2.知道光的全反射现象及其产生条件；3.初步了解光纤的工作原理及其在生产生活中的应用。

折射定律：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比，即：知识回顾

折射率：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率，简称折射率。（用符号n表示）介质的折射率，等于光在真空中的速度c与光在介质中的速度v之比。知识回顾

对于折射率不同的两种介质：1.折射率较小的介质叫做光疏介质.2.折射率较大的介质叫做光密介质.注意:“光密介质”和“光疏介质”是相对而言的。介质水玻璃金刚石折射率n1.331.5-1.9n＝2.42光密介质和光疏介质

玻璃空气猜想1：会发生什么现象？实验ING既有反射光线，也有折射光线猜想2：如果，入射角不断增大，会出现什么现象？

实验注意事项：?将一张白纸放在半圆形玻璃砖后边，以便于更好的观察光路。?光线从弧面照入，在两介质分界面上观察折射光线、反射光线。

?逐渐改变入射角，观察折射光线和入射光线的变化。

?激光手电不要直接照射人眼

观察实验现象后回答，随着入射角的逐渐增大的过程中：（1）折射角逐渐；（2）折射光线亮度逐渐；（3）反射角逐渐；（4）反射光线亮度逐渐；（5）当入射角增大到某一角度时，折射光线，所有光线全部反射。增大减弱增大增强消失实验现象：

全反射：当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射。如果入射角逐渐增大，折射角也会越来越大，而且越来越弱，反射光却越来越强。当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。光由光疏介质进入光密介质，如果入射角不断增大，也会出现这种现象吗？

光由光疏介质进入光密介质，则：全反射：由折射定律可知：此时：入射角折射角

全反射：1.定义：当光从光密介质射入光疏介质时，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。2.条件：（1）光从光密介质射入光疏介质；（2）入射角大于等于某一角度。临界角（criticalangle）

临界角：怎么计算发生全反射时的临界角呢？

临界角：光密介质进入光疏介质，1.光从介质射入空气（真空）时，发生全反射的临界角。

临界角：光密介质进入光疏介质，2.光从一种介质射入另一种介质时，发生全反射的临界角。

入射角反射角θ1θ2如图所示,一束光从折射率为的某种玻璃的表面射向空气，此时恰好发生全反射，求此时的入射角？临界角的计算：

全反射现象的应用：全反射棱镜45?光由空气射入玻璃时，由于光的方向与玻璃面垂直，光线不发生偏折。在玻璃内部，光由玻璃射入空气时，玻璃的折射率大于空气的折射率。此时，光由光密介质进入光疏介质。满足发生全反射现象的条件之一。截面为等腰直角三角形。

全反射现象的应用：全反射棱镜45?45?光由介质射入空气时，临界角等于：玻璃的折射率为1.5--1.8，临界角为32°-42°。入射角大于临界角。满足发生全反射现象的条件之一。

全反射现象的应用：全反射棱镜45?45?45?光的方向改变入射角大于临界角。发生全反射现象。光由光密介质进入光疏介质。与平面镜相比，它的反射率高，几乎可达100%。变化90°

这种棱镜在光学仪器中应用十分广泛。全反射现象的应用：

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全反射现象的应用：光在有机玻璃棒内传播时，如果从有机玻璃射向空气的入射角大于临界角，光会发生全反射，光在玻璃棒内沿着锯齿形路线传播。

全反射现象的应用：光导纤维光可以像无线电那样，作为载体来传递信息。载有声音、图像以及各种数字信号的激光从光纤的一端输入，就可以传到千里以外的另一端，实现光纤通信。

全反射现象的应用：光导纤维我国于1974年开启相关研究，在1977年初研制出首根短波长、阶跃型光纤，并于1981年在武汉开通首条实用化光纤通信线路。上个世纪90年代，我国大力发展光纤通信，建成“八横八纵”大容量光纤通信干线传输网。进入21世纪以来，我国光纤技术持续创新，现已成为技术先进的几个国家之一。

海市蜃楼全反射现象的应用：

当大气层比较平静时，空气的密度随温度的升高而减小。海面上的空气温度比空中低，空气的折射率下层就比上层大。我们粗略的把空中的大气分成许多水平的空气层，下层的折射率较大。海市蜃楼全反射现象的应用：

海市蜃楼C远处景物发出的光线射向空中时