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3.2全反射
第四章
光
学
露珠看起来会比较亮
海市蜃楼
全反射
当光从光密介质进入光疏介质时，折射角等于900，折射光完全消失，入射光全部返回原来的介质中，这种现象叫做全反射.
光从光密介质射向光疏介质时，折射角等于900时的入射角用字母
C
表示.临界角是指光由光密介质射向光疏介质时，发生全反射形象时的最小入射角，是发生全反射的临界状态.
折射角逐渐
；
折射光线亮度逐渐
；
反射角逐渐
；
反射光线亮度逐渐
；
当入射角增大到某一角度时，
折射光线
，所有光线全部反射。
观察现象后回答：
随着入射角的逐渐增大的过程中
增大
减弱
增大
增强
消失
此时的入射角叫做临界角，用C表示
一、临界角
临界角的计算
1、当光由某种介质射入真空或空气时:
2、任意两种介质:n密、n疏
故临界角C
=
=
arcsin(
)
其中,
n密、n疏分别为光密介质和光疏介质的绝对折射率.
n密对疏=
θ1
θ3
玻璃介质
N
N'
A
O
B
空气
=C
θ2
二、全反射的应用
1、全反射棱镜
在AC面发生全反射，垂直由BC面出射．
在AB、
BC面发生两次全反射，垂直由AC面出射．
各种玻璃的临界角为320-420
θ
A
B
C
A
B
C
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
光垂直于它的任意一个界面射入，都会在内部发生全反射
（2）光线由AC面垂直入射
光的传播方向变化90
°
光的传播方向变化180
°
2、光导纤维
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．
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．
制成内窥镜，用来检查人体内脏的病变。
夏天，在气压恒定的海面上，空气密度随高度增加而减小，对光的折射率也随之减小，从而形成一具有折射率梯度的空气层.当光线通过此空气层时，将发生偏折.
1、上现蜃景，海市蜃楼
2、下现蜃景，沙漠蜃景
在沙漠里，白天沙石被太阳晒得灼热，接近沙层的气温升高极快。由于空气不善于传热，所以在无风的时候，空气上下层间的热量交换极小，遂使下热上冷的气温垂直差异非常显著，并导致下层空气密度反而比上层小的反常现象
3、在潜水员看来，岸上的所有景物，都出现在一个倒立的圆锥里，为什么？这个圆锥的顶角是多大？（水的折射率1.33）
600
0
空气
A
600
0
空气
B
600
0
空气
C
600
0
空气
D
C
1、光由空气射入某介质时,入射角为450,折射角为300,当光由该介质进入空气时,
如果入射角为600,下列各光路图中可能的是(
)
2、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，其框外光线如图所示.方框内有两个折射率n＝1.5的全反射玻璃棱镜.下列选项给出了两棱镜的四种放置方式的示意图.其中能产生图中效果的是
3、如图所示，AB为一直光导纤维，A、B之间距离为s，使一光脉冲信号从光导纤维中间入射，射入后在光导纤维与空气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)
解析 设光导纤维所用材料的折射率为n，则有
4、一厚度为h的玻璃板水平放置，其下表面贴有一半径为r的圆形发光面.在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片，圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上.已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射)，求玻璃板的折射率.
解析 如图所示，从圆形发光面边缘的A点发出的一条光线射到玻璃板上表面A′点恰好发生全反射，
其中L＝R－r
