光的全反射,什么是光的全反射?
1、什么是光的全反射?
1、全反射:又稱全內反射,指光由光密介質(即光在此介質中的折射率大的)射到光疏介質(即光在此介質中折射率小的)的界面時,全部被反射回原介質內的現象。
2、在研究全反射現象中,剛好發生全反射,即折射角為90度時的入射角是一個很重要的物理量,叫做臨界角。
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全反射的應用:光導纖維是全反射現象的重要應用。蜃景的出現,是光在空氣中全反射形成的。
全反射是一種特殊的折射現象,當光線從一種介質1射向另一種介質2時,本來應該有一部分光進入介質2,稱為折射光,另一部分光反射回介質1,稱為反射光。
但當介質1的折射率大于介質2的折射率,即光從光密介質射向光疏介質時,折射角是大于入射角的,所以當增大入射角,折射角也增大,但折射角先增大到90度,此時(入射角叫臨界角)折射光消失,只剩下反射光,稱為全反射現象。
來源:百度百科——臨界角
來源:百度百科——全反射
2、光的全反射原理是怎么回事?
從光密介質進入光疏介質時入射角增大到某臨界角時,會產生全反射。
所謂光密介質和光疏介質是相對的。兩物質相比,折射率較小的,光速在其中較快的,就為光疏介質;折射率較大的,光速在其中較慢的,就為光密介質。
例如,水折射率大于空氣,所以相對于空氣而言,水就是光密介質;而玻璃的折射率比水大,所以相對于玻璃而言,水就是光疏介質。
臨界角是折射角為90度時對應的入射角(只有光線從光密介質進入光疏介質且入射角大于或等于臨界角時,才會發生全反射。)
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一、全反射概念理解
1、全反射現象是光的折射的特殊現象,只有光從光密介質射向光疏介質并且入射角大于等于臨界角時全反射現象才會發生。
2、全反射現象符合反射定律,光路可逆。
3、全反射發生之前,隨著入射角的增大,折射角和反射角都增大,但折射角增大的快,在入射光的強度一定的情況下,折射光越來越弱,反射光越來越強,發生全發射時,折射光消失,反射光的強度等于入射光的強度。
二、相關應用
1、海市蜃樓
由于空中大氣的折射和全反射,會在空中出現“海市蜃樓”,在海面平靜的日子,站在海濱,有時可以看到遠處的空中出現了高樓聳立,街道棋布,山巒重疊等現象。
這種景象的出現是有原因的。當大氣層比較平靜時,空氣的密度隨溫度的升高而減小,海面上的空氣溫度比空中低,空氣的折射率下層比上層大。我們可以粗略的把空中的大氣分成許多水平的空氣層所示,下層的折射率較大。
遠處的景物發出的光線射向空中時,不斷被折射,射向折射率較低的上一層的入射角越來越大,當光線的入射角大到臨界角時,就會發生全反射現象。
光線就會從高空的空氣層中通過空氣的折射逐漸返回折射率較大的下一層。在地面附近的觀察者就可以觀察到由空中射來的光線形成的虛象,這就是海市蜃樓的景象。
2、光纖通信
現代通信的主要支柱之一,在現代電信網中起著舉足輕重的作用。光纖通信作為一門新興技術,其近年來發展速度之快、應用面之廣是通信史上罕見的,也是世界新技術革命的重要標志和未來信息社會中各種信息的主要傳送工具。
3、潛水鏡
潛水鏡是用來保護潛水者免于嗆水、保護眼睛免受水的刺激、看清水下物的防護鏡。
來源:百度百科-全反射
來源:百度百科-全反射原理
3、什么叫光的全反射?
【全反射】 光由光密(即光在其中傳播速度較小的)媒質射到光疏(即光在其中傳播速度較大的)媒質的界面時,全部被反射回原媒質內的現象。光由光密媒質進入光疏媒質時,要離開法線折射,如圖4-5所示。當入射角θ增加到某種情形(圖中的e射線)時,折射線延表面進行,即折射角為90°,該入射角θc稱為臨界角。若入射角大于臨界角,則無折射,全部光線均反回光密媒質(如圖f、g射線),此現象稱為全反射。當光線由光疏媒質射到光密媒質時,因為光線靠近法線而折射,故這時不會發生全反射。
公式為n=sin90`/sinc=1/sinc
(c為臨界角)
當光射到兩種介質界面,只產生反射而不產生折射的現象.當光由光密介質射向光疏介質時,折射角將大于入射角.當入射角增大到某一數值時,折射角將達到90°,這時在光疏介質中將不出現折射光線,只要入射角大于上述數值時,均不再存在折射現象,這就是全反射.所以產生全反射的條件是:①光必須由光密介質射向光疏介質.②入射角必須大于臨界角(C).
所謂光密介質和光疏介質是相對的,兩物質相比,折射率較小的,就為光疏介質,折射率較大的,就為光密介質。例如,水折射率大于空氣,所以相對于空氣而言,水就是光密介質,而玻璃的折射率比水大,所以相對于玻璃而言,水就是光疏介質。
臨界角是折射角為90度時對應的入射角(只有光線從光密介質進入光疏介質且入射角大于臨界角時,才會發生全反射)
全反射的應用:光導纖維是全反射現象的重要應用。蜃景的出現,是光在空氣中全反射造形成的
4、光的全反射原理
光的全反射原理可以用于解釋海市蜃樓現象。全反射現象符合反射定律,光路可逆。
由于空中大氣的折射和全反射,會在空中出現“海市蜃樓”,在海面平靜的日子,站在海濱,有時可以看到遠處的空中出現了高樓聳立,街道棋布,山巒重疊等現象。這種景象的出現是有原因的。當大氣層比較平靜時,空氣的密度隨溫度的升高而減小,海面上的空氣溫度比空中低,空氣的折射率下層比上層大。
遠處的景物發出的光線射向空中時,不斷被折射,射向折射率較低的上一層的入射角越來越大,當光線的入射角大到臨界角時,就會發生全反射現象。
發生全反射條件:
光從光密介質進入光疏介質;入射角等于或大于臨界角。當折射角增至90°時,折射光線沿界面方向傳播,再稍微增大入射角,入射光線將全部按反射定律反射回光密介質,這種現象稱為全反射。全內反射,指光由光密介質(即光在此介質中的折射率大的)射到光疏介質(即光在此介質中折射率小的)的界面時,全部被反射回原介質內的現象。
按照幾何光學全反射原理,射線在纖芯和包層的交界面產生全反射,并形成把光閉鎖在光纖芯內部向前傳播的必要條件,即使經過彎曲的路由光線也不射出光纖之外。由于折射光線消失了,入射光的全部能量以反射光的形式全部反回入射介質中,觀察到的反射光線強度,隨著折射光線的消失而出現突變性的增強。
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