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第三节 光的全反射
sinθ1
sinθ2
n=
某介质的折射率，等于光在真空中的速度c与光在介质中的速度v之比.
n=
c
v
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）
光疏介质:两种介质中折射率较小的介质叫做光疏介质.
光密介质:两种介质中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，对其界定是以折射率为依据的。
介质 水 玻璃 金刚石
折射率n 1.33 1.5-1.9 n＝2.42
如何理解光疏介质和光密介质？
光疏介质和光密介质是相对的。
光由光疏介质斜射入光密介质时，折射角小于入射角；
光由光密介质斜射入光疏介质时，折射角大于入射角。
玻璃
空气
猜想1：会发生什么现象？
猜想2：如果增大入射角，又会发生什么现象？
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，在水平面上观察折射光线、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
是否只有在玻璃中才能发生这样的现象？
光线不发生折射，而全部返回到原介质中继续传播的现象叫全反射现象。
全反射的条件
1、光从光密介质射入光疏介质
2、入射角大于等于临界角
使折射角变为90°时的入射角
光由光密介质射到光疏介质时，
介质 水 玻璃 金刚石
折射率n 1.33 1.5-1.9 n＝2.42
入射角
反射角
θ1
θ2
介质1
介质2
如图所示,一束光从折射率n= 的某种玻璃的表面射向空气，
θ1表示入射角,此时恰好发生全反射，求此时的入射角θ1？
玻璃
空气
C
0.173 0.117
0.259 0.175
0.5 0.335
0.643 0.511
0.985 0.651
1 0.671
1.141 0.766
1.29 0.866
光由玻璃射入空气时入射角θ1和折射角θ2的数值表:
空气中角度正弦值
斯涅耳
玻璃中角度正弦值
全反射棱镜：截面为等腰直角三角形的棱镜
全反射棱镜：截面为等腰直角三角形的棱镜
45
45
45
变化180 °
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
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实际的内窥镜装有两组光纤，一组把光传送到人体内部进行照明，另一组把体内的图像传出供医生观察。
内窥镜的结构
光导纤维在医学上的应用
海市蜃楼
海市蜃楼
C
海面上下层空气温度低，密度大，折射率大，上层空气温度高，密度小，折射率小，远方物体发出的光线向空中入射时不断折射弯曲，到某高度时发生全反射，再射会地面，观察者感觉这光线来自空中
沙漠蜃景
贴近地面空气温度高，密度小，折射率小，上层空气温度低，密度大 ，折射率大 。远方物体发出的有些光线向地面入射时不断折射弯曲，到地面附近时发生全反射，再折向上射向远处空中，观察者感觉这光线来自地下。
小结
1．关于全反射，下列说法中正确的是（ ）
A．发生全反射时，折射光线完全消失，只剩下反射光线
B．光线从光密介质射向光疏介质时，一定会发生全反射现象
C．光从光疏介质射向光密介质时，也可能发生全反射现象
D．水或玻璃中的气泡看起来特别亮，就是因为光从水或玻璃射向气泡时，在界面发生了全反射
AD
2．下列说法正确的是（ ）
A．在水中的潜水员斜向上看岸边的物体时，看到的物体的像比物体所处的实际位置高
B．光纤通信是一种现代通信手段，它是利用光的全反射原理来传递信息的
C．在光的照射下，玻璃杯裂缝处看上去比周围明显亮，是由于光的全反射
D．海市蜃楼产生的原因是海面上方上层空气的折射率比下层空气的折射率大
ABC
3、(多选)如图所示,ABCD是两面平行的透明玻璃砖,AB面和CD面是玻璃和空气的界面,分别设为界面Ⅰ和界面Ⅱ。光线从界面Ⅰ射入玻璃砖,再从界面Ⅱ射出回到空气中。如果改变光到达界面Ⅰ时的入射角,则( )
A.只要入射角足够大,光线在界面Ⅰ上可能发生全反射现象
B.只要入射角足够大,光线在界面Ⅱ上可能发生全反射现象
C.不管入射角多大,光线在界面Ⅰ上都不可能发生全反射现象
D.不管入射角多大,光线在界面Ⅱ上都不可能发生全反射现象
CD
【答案】：C、D
【解析】：在界面Ⅰ光由空气进入玻璃砖,是由光疏介质进入光密介质,不管入射角多大,都不可能发生全反射现象,选项A错误,C正确。在界面Ⅱ光由玻璃进入空气,是由光密介质进入光疏介质,但由于界面Ⅰ和界面Ⅱ平行,光由界面Ⅰ进入玻璃后再到达界面Ⅱ,在界面Ⅱ上的入射角等于在界面Ⅰ上的折射角,故界面Ⅱ上的入射角总是小于临界角,因此光在界面Ⅱ上不可能发生全反射现象,选项B错误,D正确。
4．如图所示，一束可见光以入射角θ从玻璃砖射向空气，经折射后分为a、b两束单色光。a、b两束光相比，下列说法正确的是（ ）
A．玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
B．在玻璃中，a光的速度较大b光的速度
C．增大入射角θ，b光首先发生全反射
D．增大入射角θ，a光首先发生全反射
D
5.如图所示,AB为一直光导纤维,AB之间距离为s,使一光脉冲信号从光导纤维中间入射,射入后在光导纤维内芯与外套的界面上恰好发生全反射,由A点传输到B点所用时间为t,求光导纤维所用材料的折射率n。(已知光在真空中的传播速度为c)
