光的全反射（完整版）5

魯科2019第3節(jié)

光的全反射高中物理選擇性必修一第4章光的折射與全反射光的折射回顧隨著入射角的增大，折射角也跟著增大。當(dāng)光從玻璃出射到空氣中時(shí)，隨著入射角的不斷增大，可能出現(xiàn)什么現(xiàn)象？光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)折射率較小的介質(zhì)稱為光疏介質(zhì)折射率較大的介質(zhì)稱為光密介質(zhì)折射率不同的兩種介質(zhì)水晶與水相比，水晶為光密介質(zhì)，水為光疏介質(zhì)；水與空氣相比，水為光密介質(zhì)，空氣為光疏介質(zhì)。

例如：相對(duì)性光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)光進(jìn)入不同介質(zhì)時(shí)的角度大小關(guān)系：光從光疏介質(zhì)進(jìn)入光密介質(zhì)光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)光疏介質(zhì)光密介質(zhì)光疏介質(zhì)光密介質(zhì)當(dāng)光從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)，隨著入射角的增大，折射角增大，當(dāng)折射角=900時(shí)，繼續(xù)增大入射角會(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生？光的全反射觀察全反射現(xiàn)象準(zhǔn)備好一塊半圓形玻璃磚、光屏和激光光源。用一束激光沿半圓形玻璃磚的半徑射到直邊上，讓入射角由0逐漸增大，觀察折射光和反射光，你會(huì)看到什么現(xiàn)象？

現(xiàn)象：隨著入射角的增大，折射角增大，反射光線變強(qiáng)，折射光線變?nèi)?。光折射角大?00后，折射光線消失，只剩下反射光線，光全部反射回玻璃中。光的全反射01全反射現(xiàn)象光從玻璃入射到空氣中時(shí)，折射角大于入射角，入射角逐漸增大，反射光變強(qiáng)，折射光變?nèi)?，?dāng)入射角增大到一定程度時(shí)，折射光完全消失，全部光都被反射回玻璃內(nèi)。這種現(xiàn)象稱為全反射現(xiàn)象，簡(jiǎn)稱全反射。02臨界角剛好發(fā)生全反射時(shí)的入射角，稱為全反射的臨界角設(shè)臨界角為C,則由折射定律可得光的全反射03產(chǎn)生全反射的條件光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，且入射角大于等于臨界角。光由不同的介質(zhì)射入真空或空氣時(shí)，臨界角不同。02臨界角鉆石的臨界角約為24.4°，水的臨界角約為48.8°，而玻璃因制造材料的不同，臨界角有較大的差異，一般在30°至42°。介質(zhì)的臨界角越小，就越容易發(fā)生全反射。

光的全反射一束單色光從玻璃射入空氣。已知玻璃的折射率n=1.53,當(dāng)入射角分別為500，300時(shí)，光能否發(fā)生折射？若能折射角多大？解光由玻璃射入空氣，是由光密介質(zhì)射人光疏介質(zhì)，其臨界角滿足解得：∴當(dāng)入射角為500時(shí)發(fā)生全了全反射。當(dāng)入射角為300時(shí)，折射角由折射定律解得：光的全反射某小區(qū)唆水池底部裝有不同顏色的LED燈（可視為點(diǎn)光源），可在水面形成不同顏色的光斑。若水池底部水平，水面平靜，紅光與紫光在水面形成的光斑面積哪個(gè)更大？

紫光的折射率大于紅光，因此紫光更容易發(fā)生全反射。光的全反射現(xiàn)象“消失”的硬幣在桌子上放一枚硬幣，取一只玻璃杯，里面盛滿水，然后把玻璃杯壓在硬幣上（圖4-20)。從杯壁看去，硬幣不見了。但是從杯口向下望，硬幣還在那里。給玻璃杯底蘸上一些水，再從杯壁看去，你會(huì)發(fā)現(xiàn)什么不同？請(qǐng)解釋此現(xiàn)象。如左圖，杯子盛滿水時(shí)，從硬幣發(fā)出的光從水中進(jìn)入空氣中時(shí)入射角大于臨界角，從而發(fā)生全反射，所以看不到硬幣。在杯底蘸水，使得硬幣發(fā)出的光從水中進(jìn)入空氣中時(shí)入射角小于臨界角，所以又看到了硬幣。光的全反射現(xiàn)象熏黑的鐵球放人水中，看上去會(huì)變得锃亮.當(dāng)熏黑的鐵球放入水中時(shí)，球面和水之間形成空氣層。日光從水照射到空氣層時(shí)，會(huì)有部分光發(fā)生全反射，球看上去就變得锃亮了。魚缸中上升的氣泡亮晶晶的，也是由于光射到氣泡上發(fā)生了全反射.浪花為什么是白色的？光的全反射現(xiàn)象在荒漠里看到的蜃景也是一種全反射現(xiàn)象。太陽照到沙地上，接近地面的熱空氣比上層空氣的密度小，折射率也小。從遠(yuǎn)處物體射向地面的光，進(jìn)入折射率較小的熱空氣層時(shí)被折射。當(dāng)入射角大于臨界角時(shí)發(fā)生全反射，人們逆著反射光看去，就會(huì)看到遠(yuǎn)處物體的倒景。全反射的應(yīng)用1、全反射棱鏡：（截面為等腰直角三角形的棱鏡）全反射棱鏡的反射性能比鍍銀的平面鏡更好，精密的光學(xué)儀器常用它代替鍍銀平面鏡來反射光，如全反射棱鏡應(yīng)用于潛望鏡等。

全反射的應(yīng)用虹霓的形成通常能看見的彩虹是紅色在外、紫色在內(nèi)，這被稱為“虹”。有時(shí)還能看見一組相對(duì)“虹”而言顏色較淡的彩色圓弧，紅色在內(nèi)、紫色在外，這被稱為“霓”虹霓的