[例题1]光在某种介质中的传播,介质的折射 率为2，若要使光从此介质射向真空时发生 全反射，则入射角不可能的值是：[ A ]
A. 150 C. 450
B. 300 D. 600
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• (例题2)某介质的折射率为√2，一束光从介 质射向空气，入射角为60°，如图1所示的 哪个光路图是正确的?[ D ]
B
C
A
2、光线由AC面垂直 入射
在AB、 BC面发生两次全 变化180 °
反射2020，/7/19垂直由AC面出射．
B
全反射棱镜
缩短镜筒的长度
在光学仪器里，常用全反射棱镜来代替平面镜， 改变光的传播方向．望远镜为了提高倍数，镜筒要很 长，通过使用全反射棱镜能够缩短镜筒的长度．
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全反射棱镜
全反射原理在生活中的应用 及对奇妙自然现象的解释
光导 纤维
结构： 包层与内芯 原理：光的全反射
应用
光纤通信 光纤潜望镜 内窥镜
2020/7/19
光导纤维的用途很大，医学上将其制成内窥镜， 用来检查人体内脏的内部
内窥镜的结构
光导纤维在 医学上的应用
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光导纤维
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内窥镜
水的临界角为48.80 各种玻璃的临界角为320-420 金刚石的临界角为24.40
思考:光从空气射向玻璃中会发生全反射吗?
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光疏介质和光密介质
不同介质的折射率不同，我们把 折射率较小的介质称为光疏介质，折射率较大的介 质称为光密介质．
N A
θ1
N
θ2 ＞ θ3
A
θ1
O
空气
介质 1
全反射原理在生活中的应用 及对奇妙自然现象的解释
海市蜃楼
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2020/7/19
C
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蜃景.swf
全反射棱镜
全反射原理在生活中的应用 及对奇妙自然现象的解释
横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜
1、光线由AB面垂直入 射 在AC面发生全反射，
垂直由BC面出射．
A
变化90 °
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生活中有很多跟光有关的有趣的自然 现象
• 比较不容易看到的有:
• 海市蜃楼视频.wmv • 沙漠海市蜃楼.rm
• 比较容易看到的有:
• 路面全反射.mpg • 水珠.mpg
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实验
玻璃全反射.mpg
实验1：一束激光从空气射向半圆形玻璃砖的直角边A的圆心O。
实验2：一束激光从空气射向半圆形玻璃砖的半圆面。
从以上的实验中,我们可以得到 什么结论呢?什么情况下发生了
全反射?
• 1 光从玻璃(或水)介质到空气 • 2 入射角要大于某个值
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我们现在研究当光从玻璃介质斜射入空气的过 程, 通过前面的学习我们知道光由玻璃介质斜射入 空气时，折射角大于入射角，由此可以预料，当入 射角增大到一定程度时，折射角就会增大到90°．
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知识结构
1、定义：（当光从玻璃射向空气时，一部分光从分界面上折 射到空气中，一部分光反射回玻璃内，逐渐增大入射角，会 看到折射光离法线越来越远，而且越来越弱，反射光却越来 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，这种现象叫做全反射。 2、在研究全反射现象中，刚好发生全反射，即折射角等于 90°时的入射角是一个很重要的物理量，叫做临界角C。
②光从空气→玻璃，同时存在反射光和折射光； ③光从玻璃→空气，当入射角达到某个角度时折射角达
到90°，折射光线消失
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全反射现象:
光由一种透明介质射到另一透明 介质,光线不发生折射，而全部返回到 原介质中的传播现象叫全反射现象
问:是否只有玻璃才能发生全反射呢?
水全反射.rm
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2020/7/19
思考:两者有何异同点?
相同点：
①入射角增大，反射角增大，折射角也 增大；
②入射角增大，反射光强度增加，折射光强度减弱；
③在半圆形界面，光的入射角皆为零度，光不偏离直 线传播；而在直径AB的分界面，光偏离原直线传播。
不同点：
①光从空气→玻璃，入射角＞折射角；光从玻璃→空气 ，入射角＜折射角
3、临界角C是折射角等于90°时的入射角，据折射定律及光 路可逆性可计算出光从介质射入空气时,C和折射率的关系：
nsi9 n 00 1 ,即s： iC n 1
siC n siC n
n
4、产生全反射现象的条件： ①光从光密介质射入光疏介质
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②入射角≥ 临界角
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发生全反射,因而较亮.
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• ( 例题4)如图所示，一束光以45°的入射角从 空气投射到三棱镜的一个侧面上，在棱镜上发 生折射，折射光线与棱镜该侧面成60°角，并 在棱镜另一侧面上恰好发生全反射。由此可知 ，该棱镜材料的√2折射率为________，该棱镜的 顶角θ7的50大小为____
θ3 θ1
B
N'
A
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发生全反射现象
当光线从玻璃介质射入 空气介质时，如果入射角等 于或大于临界角，就发生全 反射现象．
临界角
光从折射率为n的某种介质射到空气(或 真空)时的临界角C 就是折射角等于90°时
的入射角，根据折射定律可得：
sin90 1 n sinC sinC
因而 ：
sin C 1 n
全反射．
N B
N
θ2
O 空气
介质
O 空气
介质
C θ3 θ1 N'
A
θ3 θ1
C
A
N'
折射角θ2 2020/7/19 为90°时，发生全反射现象．
在研究全反射现象中，刚好发生全反射的，即 折射角等于90°时的入射角叫做临界角,是一个很重
要的物理量．临界角用C 表示
N
θ1 ≥ 临界角C
O 空气
玻璃介质
光导纤维的用途很大，通过它可以实现光纤通信．
光纤
容量大、衰 减小、抗干扰性强．虽然光纤通信的发 展历史只有20多年的，但是发展的速度 是惊人的． 2020/7/19
全反射原理在生活中的应用 及对奇妙自然现象的解释
在潜水员看来，岸上的所有景物，都出现在一个倒立的圆锥里，为 什么？这个圆锥的顶角是多大？
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sin C 1 水的折射率为1.33 所以C=48.80 n
则有圆锥顶角θ=2C=97.60
C
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小结
1、光疏介质、光密介质 定义
2、全反射 临界角C sin C 1
n
全反射的产生条件
3、全反射原理的应用实例
海市蜃楼 全反射棱镜 光导纤维
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解题指导
n１ ＜ n2
O 空气
介质2

θ2 N' B 介质1相对介质2是光疏介质
θ3 B
N'
介质1与介质2相对空气都是光密介质
2020/7/19
光疏介质和光密介质是相对的．
发生全反射的条件
① 光从光密介质进入光疏介质； ② 入射角等于或大于临界角．
思考:光从玻璃介质射向水中会发生 全 反射吗?
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N B
θ2 O 空气
介质
θ1 N' A
N
θ2
B
O 空气
介质
θ1 A
N'
折射角θ2 为90°时，会发生什么情况？
2020/7/19
全反射
光由玻璃介质射入空气时，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
提高反射率
一般的平面镜都是在玻璃的后面镀银， 但是银面容易脱 落．因此对于精密的光学仪器，如照相机、望远镜、显微镜 等，就需要用全反射棱镜代替平面镜．与平面镜相比,它的反 射率高,几乎可达100%
2020/7/19
潜望镜
在实际的 潜望镜里 用全反射 棱镜代替 平面镜
2020/7/19
潜望镜.mpg
2020/7/19
(例题3)劣质的玻璃中往往含有气泡.这些 空气泡看上去比较亮,对这一现象有下列 不同的解释,其中正确的是( D )
A空气泡对光线有聚集作用,因而较亮. B.空气泡对光线有发散作用.因而较亮. C.从空气泡到达玻璃的界面处的光一部分
发生全反射,因而较亮. D.从玻璃到达空气泡的界面处的光一部分