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课堂导入
小时候，热闹的广场中央，玩具小商贩身边围着得一圈似孔雀开屏，又像是“天女散花”的塑料光纤灯，神奇的“灯丝”末端奇亮无比，就像它的形成原理一样，美丽迷人又难以琢磨；长大后，“光纤通信”这一术语就像黑夜中的花火，在我们并不广阔的科技认知领域中，充当了存在感很强的角色，但对于它的应用原理我们仍然不曾道明。
光纤
全反射
【第四章 第2节】
全反射
目录
01
02
03
光疏介质、
光密介质
全反射及其产生条件
全反射现象及其应用
全反射
光疏介质、光密介质
01
光疏介质、光密介质
0
光遇到介质分界面会发生反射现象。
光疏介质：
两种介质中，折射率相对较小的介质。
光密介质：
两种介质中，折射率相对较大的介质。
45o
45o
一束光与法线夹角为从真空射向某种介质时，一部分光会返回到真空，称为光的反射；
物理
另一部分光以与法线夹角为的角度，进入到该种介质，称为光的折射，该介质的折射率：
n=。
全反射
全反射及其产生的条件
02
全反射及其产生的条件
光疏介质
光密介质
总结：
入射角范围为[0，90°），
对应的折射角范围为[0，）
临界情况存在：
n=
全反射及其产生的条件
光疏介质
光密介质
思考：
那如果入射角大于会发生什么呢？
全反射及其产生的条件
总结
我们可以很明显地观察到，当入射角逐渐增大，折射光线距离法线越来越远；当入射角增大到某一角度，使折射角达到90°，折射光线完全消失，只剩下反射光线，即所有光全部反射，没有发生折射，我们便称这种现象为全反射。
全反射所需的条件有哪些呢？
全反射及其产生的条件
光疏介质
光密介质
A
C
O
当光线从光密介质射入光密介质时，如果入射角等于或大于临界角，就会发生全反射现象。
全反射及其产生的条件
光疏介质
光密介质
A
C
O
即从光密介质斜射光疏介质时，可以发生全反射的最小入射角，写作角临界C。
由n = = 可得：
可得：
= 即为临界角计算式。
个别题目中可能会存在用反三角函数表示角度的情况，各位同学稍作处理即可，例如，
即arc sin30°，即将角度和正弦/余弦/正切值的数据位置互换后在三角函数前加arc前缀即可。
则临界角可表示为：
C=arc sin 。
小试牛刀
如图所示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图，折射率为n，AB代表端面。已知光在真空中的传播速度为c，为使光线能从玻璃丝的AB端面无能量损失地传播到另一端面，求光线在端面AB上的入射角应满足的条件。
小试牛刀
全反射
全反射现象及其应用
03
全反射现象及其应用
光导纤维并不是简单的一种材料，而是由内芯和外套两种不同材料夹心而成的一种结构，能够使光在内芯中发生全反射且几乎不损失光信号。
要满足光导纤维的全反射原理，内芯和外套，究竟哪种介质折射率更大？
全反射现象及其应用
光导纤维可以用来传递信息，例如我们之前讲过的塑料光纤灯、医院里用的电子内窥镜，都可以将另一端的信息完整地通过曲折的光导纤维传输出来。其应用之广、应用之便利、与卫星通信的结合，构成了现代国家的“神经系统”。
全反射现象及其应用
除了这些充满科技色彩的全反射现象之外，有没有同学能举几个生活中可能与全反射有关的现象或应用呢？
全反射现象及其应用
同学们是否遇到过这样的情况：正值炎夏，你乘坐在驾驶于柏油路的汽车里，远处约100m处的马路路面上，似乎出现了大树楼房，也就是蜃景。
全反射现象及其应用
全反射：由于高温，地面上方有一层比上方空气更热更稀薄的空气层。热空气折射率比冷空气小，当光从冷空气进入热空气时，满足从光密介质到光疏介质的条件，角度合适时，可以发生全反射。而当我们靠近方才出现蜃影的地方，相当于入射角变小，折射角也变小，变小到一定程度就可以发生折射，从而使反射的光强减弱，我们就几乎不会观察到蜃影。
光密介质、光疏介质的概念；
01
全反射所需要的条件；
02
临界角的概念及其计算方法；
03
请举例说明涉及到全反射原理的现象或仪器
04
总结
04
全反射
求解光的折射、全反射问题的三点提醒
光密介质和光疏介质是相对而言的。同一种介质，相对于其他不同的介质，可能是光密介质，也可能是光疏介质。
如果光线从光疏介质进入光密介质，则无论入射角多大，都不会发生全反射现象。
在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律，光路均是可逆的.
解决全反射问题的一般方法
各种光色的比较
颜色 红橙黄绿青蓝紫
频率ν 低―→高
同一介质中的折射率 小―→大
同一介质中速度 大―→小
波长 大―→小
临界角 大―→小
通过棱镜的偏折角 小―→大
谢谢观看
【第四章 第2节】

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