第2节 全反射 1．知道光疏介质、光密介质、全反射、临界角的概念。 2．理解全反射的条件，能计算有关问题和解释相关现象。 3．了解全反射棱镜和光导纤维的工作原理以及在生产、生活中的应用。 一、全反射 1．光疏介质和光密介质 2．全反射 (1)概念：当光从光密介质射入光疏介质时，同时发生折射和反射，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，这种现象叫做全反射。 (2)临界角：刚好发生全反射，即折射角等于90°时的入射角。用字母C表示。 (3)发生全反射的条件 ①光从光密介质射入光疏介质。 ②入射角等于或大于临界角。 (4)临界角与折射率的关系 当光由介质射入空气(真空)时，sinC＝。 二、全反射棱镜 截面为等腰直角三角形的棱镜叫做全反射棱镜，其作用是改变光的传播方向。 三、光导纤维 1．原理 利用了全反射的原理。 2．构造 光导纤维直径只有几微米到一百微米，由内芯和外套两层组成，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。 判一判 (1)密度大的介质就是光密介质。( ) (2)两种介质相比较，折射率大的介质是光密介质。( ) (3)光密介质和光疏介质具有绝对性。( ) (4)截面是三角形的棱镜是全反射棱镜。( ) (5)全反射棱镜和平面镜都是利用了光的全反射原理。( ) (6)光在光纤中传播时，在内芯和外套的界面上发生全反射。( ) (7)光纤通信的主要优点是容量大。( ) 提示：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)√ 想一想 (1)只有一种介质能否确定它是光密介质还是光疏介质？ 提示：不能。光密介质、光疏介质是对确定的两种介质的折射率相比较而确定的，只有一种介质是无法比较折射率的，从而无法确定它是光疏介质还是光密介质。 (2)为什么水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮？ 提示：水或玻璃中的气泡相对水或玻璃是光疏介质，光经过水或玻璃照射气泡时，一部分光会发生全反射，相对于其他物体而言，有更多的光反射到人眼中，就好像光是由气泡发出的，因此人眼感觉水或玻璃中的气泡特别明亮。 (3)微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂，光纤为什么要由两层介质构成？ 提示：光纤的工作原理是全反射，要由两种介质配合才能产生全反射现象。 课堂任务 全反射 1．光疏介质和光密介质 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。 2．全反射 (1)全反射及临界角的概念 ①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，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，这种现象叫做全反射。如图所示。 ②临界角：刚好发生全反射，即折射角等于90°时的入射角。用字母C表示。 (2)全反射的条件 要发生全反射，必须同时具备两个条件： ①光从光密介质射入光疏介质。 ②入射角等于或大于临界角。 (3)临界角与折射率的关系 ①定量关系：光由介质射入空气(或真空)时，sinC＝。 ②定性关系：光从光密介质射入光疏介质，光密介质的折射率越大，发生全反射的临界角就越小，越容易发生全反射。 (4)从能量角度理解全反射 当光从光密介质射入光疏介质时，随着入射角增大，折射角也增大，同时折射光强度减弱，即折射光能量减小，反射光强度增强，即反射光能量增大，当入射角达到临界角时，折射光强度减小到零，反射光的能量等于入射光的能量。 (5)因为介质的折射率与光的颜色有关，所以全反射临界角不仅与介质有关，还与光的颜色有关。 例1 (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 ... ...
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