第3讲 光的全反射
[目标定位] 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.了解光导纤维的工作原理和光导纤维在生产、生活中的应用.
一、全反射现象
1.光密介质和光疏介质
(1)对于两种介质来说,光在其中传播的速度较小的介质,即折射率较大的介质叫光密介质;光在其中传播的速度较大的介质,即折射率较小的介质叫光疏介质.
(2)光疏介质和光密介质是相对的.
2.全反射:光从光密介质射到光疏介质的界面时,全部被反射回原介质的现象.
二、全反射条件
1.全反射的条件
(1)光需从光密介质射至光疏介质的界面上.
(2)入射角必须等于或大于临界角.
2.临界角
(1)定义:光从某种介质射向真空或空气时使折射角变为90°时的入射角,称作这种介质的临界角.
(2)临界角C与折射率n的关系:sin C=.
想一想 当光从水中射入玻璃的交界面时,只要入射角足够大就会发生全反射,这种说法正确吗?为什么?
答案 不正确.要发生全反射必须光从光密介质射入光疏介质.而水相对玻璃是光疏介质,所以不管入射角多大都不可能发生全反射.
三、全反射的应用--光导纤维
1.光纤的工作原理:由于有机玻璃的折射率大于空气的折射率,当光从有机玻璃棒的一端射入时,可以沿着有机玻璃棒的表面发生多次全反射,从另一端射出.
2.光导纤维的构造:由两种折射率不同的玻璃制成,分内、外两层,内层玻璃的折射率比外层玻璃的折射率大.当光从一端进入光纤时,将会在两层玻璃的界面上发生全反射.
3.光纤通讯的优点是容量大,衰减小,抗干扰能力强、传播速率高.