对全反射的理解
1.光疏介质和光密介质的理解
(1)对光路的影响:根据折射定律,光由光疏介质射入光密介质(例如由空气射入水)时,折射角小于入射角;光由光密介质射入光疏介质(例如由水射入空气)时,折射角大于入射角。
(2)光疏介质和光密介质的比较
光的传播速度 折射率 光疏介质 大 小 光密介质 小 大 (3)相对性:光疏介质、光密介质是相对的。任何两种透明介质都可以通过比较光在其中传播速度的大小或折射率的大小来判定谁是光疏介质或光密介质。
2.全反射现象
(1)全反射的条件
①光由光密介质射向光疏介质。
②入射角大于或等于临界角。
(2)全反射遵循的规律:发生全反射时,光全部返回原介质,入射光与反射光遵循光的反射定律,由于不存在折射光线,光的折射定律不再适用。
(3)从能量角度来理解全反射: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。同时折射光线强度减弱,即折射光线能量减小,反射光线强度增强,能量增加,当入射角达到临界角时,折射光线强度减弱到零,反射光的能量等于入射光的能量。
(4)临界角
①定义:刚好发生全反射(即折射角为90°)时的入射角为全反射的临界角,用C表示。
②表达式:光由折射率为n的介质射向真空或空气时,若刚好发生全反射,则折射角恰好等于90°,n=,即sin C=。
③不同色光的临界角:不同颜色的光由同一介质射向空气或真空时,频率越高的光的临界角越小,越易发生全反射。
[典例] [多选]如图所示,一束入射光AO从某种介质以入射角α射入空气,以O点为圆心,R1为半径画圆C1,与折射光线OB交于M点,过M点向两介质的交界面作垂线,与入射光线AO的延长线交于N点,以O点为圆心,ON为半径画另一个圆C2,测得该圆的半径为R2,下列判断正确的是( )
A.该介质的折射率为
B.若光由介质射入空气发生全反射,则临界角的正弦值为sin C=
C.若过圆C1与界面的交点D作界面的垂线交圆C2于P点,则OP与法线所夹的锐角等于全反射的临界角
D.若入射光的强度保持不变,逐渐增大入射角α,则折射光的强度将逐渐增加
[审题指导] 解答本题时应从以下三点进行分析: