3 光的全反射
[学习目标] 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、全反射现象及条件
[导学探究] 如图1,让光沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的平直的边上.逐渐增大入射角,观察反射光线和折射光线的变化.
图1
(1)在入射角逐渐增大时,折射角的大小如何变化?
(2)在入射角逐渐增大时,反射光线和折射光线的亮度如何变化?
(3)折射界面两侧的介质的折射率有何不同?
答案 逐渐增大入射角,会看到折射光线离法线越来越远,折射角逐渐增大,折射光线越来越弱,反射光线越来越强.当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光线完全消失,只剩下反射光线.入射侧介质的折射率较大,折射侧介质的折射率较小.
[知识梳理]
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
(1)定义: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.
(2)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.
(3)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.