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全反射
选择性必修 第一册
第四章 光
晶莹剔透的露珠
美丽的光纤装饰
光照射到气泡表面时,在水和气体的分界面上发生了全反射,反射了更多的光进入人眼,因此气泡看上去特别明亮。那么什么是全反射呢？
本节课我们来学习全反射现象及其应用。
①光疏介质：两种介质中折射率较小的介质叫做光疏介质。
注意：光疏介质与光密介质是相对的。
②光密介质：两种介质中折射率较大的介质叫做光密介质。
介 质 空 气 水 酒 精 金刚石
折射率 1.00028 1.33 1.36 2.42
如：酒精相对水是光密介质，而相对金刚石则是光疏介质。
一、光疏介质和光密介质
1.光疏介质和光密介质
①光由光疏介质射入光密介质时，折射角小于入射角
②光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角
一、光疏介质和光密介质
2.光在光密介质中的传播速度比在光疏介质中的小。
3.入射角和折射角的大小：
一、光疏介质和光密介质
n1
n2
4. 相对折射率： 或：
注意：绝对折射率n 不可能小于1。
但相对折射率可以小于1。
思考与讨论：既然光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角。可以预料，当入射角增大到一定程度，但还没有达到90°时，折射角就会增大到90°。如果入射角再增大，会出现什么现象？
光密介质
光疏介质
i
r
现象：随着入射角的逐渐增大，折射角逐渐增大，折射光线亮度逐渐减弱；反射角逐渐增大，反射光线亮度逐渐增强；当入射角增大到某一角度时，折射光线消失，所有光线全部反射。
光由光密介质射入光疏介质时，同时发生反射和折射，折射角大于入射角，随着入射角的增大，反射光线越来越强，折射光线越来越弱，当折射角增大到90°时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射。
二、全反射
1. 全反射：
2. 临界角（C）：使折射角等于90°时的入射角叫作临界角。
3. 发生全反射的条件：
︶
C
空气
介质
O
①光由光密介质射入光疏介质；
②入射角等于或大于临界角。
想一想：临界角C和折射率n之间有没有关系呢？
二、全反射
4.光从介质射入空气（真空）的临界角：
︶
C
空气
介质
O
介 质 水 各种玻璃 金刚石
折射率 1.33 1.5～1.8 2.42
临界角Ｃ 48.8° 32°～42° 24.5°
1.全反射棱镜：截面是等腰直角三角形
2.优点：
①反射率高，几乎可达100%；
②因反射面不必涂敷任何反射物质，故反射时失真小。
三、全反射棱镜
应用：精密光学仪器中，如显微镜、单反相机、望远镜……
三、全反射棱镜
四、光导纤维
1966年，33岁的华裔科学家高锟提出：光通过直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来传输大量信息。高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖。根据这一理论制造的光导纤维已经普遍应用到通信领域。
1.光导纤维：由折射率较高的玻璃内芯和折射率较低的外层透明介质组成。
四、光导纤维
（2）内窥镜：
2.应用：作为载体，传递信息
（1）光纤通信：容量大、衰减小、抗干扰性强

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