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高三物理全反射•全反射现象的介绍•全反射的原理•全反射的应用•全反射实验目•习题与解答录contents01全反射现象的介绍CHAPTER全反射现象的定义01光线在两种不同介质的界面上发生完全反射,没有折射光线透过,这种现象称为全反射02当光线从光密介质射入光疏介质,且入射角大于或等于某一临界角时,就会发生全反射现象全反射现象的发现和历史全反射现象的发现1842年,德国物理学家古斯塔夫·基尔霍夫通过实验观察到了全反射现象历史发展全反射现象的研究经历了早期的实验探索和后来的理论解释随着光学和光电子技术的发展,全反射现象在许多领域得到了广泛应用全反射现象的应用010203光导纤维光学仪器太阳能利用利用全反射原理,将光信全反射现象在光学仪器中全反射现象在太阳能利用号在光导纤维中传输,实也有广泛应用,如望远镜、领域也有重要应用,如太现信息传递显微镜等阳能热水器等02全反射的原理CHAPTER光的折射定律当光线从一种介质斜射入另一种介质时,其传播方向会发生改变,这就是折射现象折射定律描述了折射光线、入射光线和法线之间的关系,即入射角、折射角和介质之间的角度关系折射定律的数学表达式为n1*sini=n2*sinr,其中n1和n2分别为两种介质的折射率,i为入射角,r为折射角临界角的概念当光线从光密介质射入光疏介质时,如果入射角大于某一特定角度,折射光线消失,全部光线被反射回原介质,这一特定角度被称为临界角临界角的数学表达式为sinC=1/n,其中C为临界角,n为光疏介质的折射率全反射的条件当光线从光密介质射入光疏介质时,且入射角大于临界角,就会发生全反射现象此时,光线全部被反射回原介质,没有折射光线透过全反射的条件是入射角大于临界角,且两种介质的折射率之比满足一定关系全反射的物理意义全反射现象在光学、通信、能源等领域有广泛应用例如,光纤通信利用全反射原理传递信息;太阳能电池利用全反射原理提高光能利用率;全反射镜面可以制作高清晰度光学仪器等全反射的应用实例还包括水下摄影、激光内雕、全息成像等这些应用都基于全反射原理,通过控制光线的传播路径和角度,实现特定的光学效果或信息传递03全反射的应用CHAPTER光导纤维光纤传感器利用光纤的敏感特性,可以制成各光纤通信种传感器,用于测量温度、压力、位移等物理量光导纤维作为传输媒介,可以将光信号从一个地方传送到另一个地方,实现高速、大容量的信息传输光纤照明由于光纤的高亮度和柔韧性,可以制成各种照明器件,用于照明和显示领域光学仪器显微镜望远镜眼镜和隐形眼镜光学显微镜利用全反射原天文望远镜利用全反射原眼镜和隐形眼镜也利用全理,可以将物体放大并观理,可以将远处的天体聚反射原理,来改变光线路察其细节焦并观察径,达到矫正视力的效果表面等离子共振生物检测环境监测表面等离子共振可以用于检测生物分表面等离子共振可以用于监测空气和子间的相互作用,如蛋白质、核酸等水中的污染物化学分析表面等离子共振可以用于检测化学物质的浓度和分布情况04全反射实验CHAPTER实验目的探究光从光密介质射入光疏介质时,当入射角大于或等于临界角时,光线全部反射回原介质的现象理解全反射的条件和原理观察全反射现象,加深对光的波动性的理解实验器材半圆形玻璃棱镜支架激光笔量角器白色屏幕实验步骤
3.缓慢旋转半圆形玻璃棱镜,观察光线的变化当入射角逐渐增大时,注意观察反射光线的强度变化
2.将激光笔固定在另一个支架上,
4.当反射光线突然消失时,记录调整角度使激光束垂直射向半圆此时的入射角,即为临界角形玻璃棱镜的平面
1.将半圆形玻璃棱镜固定在支架
5.在白色屏幕上画出光线轨迹,上,确保其稳定标注入射角和临界角实验结果分析01020304当光从光密介质射入光疏介当入射角等于临界角时,折全反射现象的发生需要满足通过实验结果可以得出结论质时,随着入射角的增大,射光线消失,全部光线被反一定的条件入射角等于临当入射角大于或等于临界角反射光线的强度逐渐增强,射回原介质,形成全反射现界角,且光密介质与光疏介时,光线在两种介质的界面折射光线逐渐减弱象质的折射率之比大于等于2上发生全反射05习题与解答CHAPTER习题题目1题目2题目3一束光从空气射入水中,当入射当光线从水射入空气时,折射角一束光从玻璃中射入空气中,入角增大到某一角度时,折射角达和入射角的关系是什么?射角为30°,折射角为40°,求玻到90°,求此角度是多少?璃的折射率是多少?答案与解析答案1根据折射定律,当光线从空气射入水中时,折射1角小于入射角当折射角达到90°时,入射角为45°答案2根据折射定律,当光线从水射入空气时,折射角2大于入射角答案3根据折射定律,折射率n=sin40°/sin30°=
31.33。