7光的折射与全反射(一)(2)

发布时间:2021-06-09

特别是当光从空气(折射率为1)射入折射率为n的介质中时,上式变为

(4)折射率

①折射率与光速间关系为

②由于不同频率的光在同一种介质中传播速度不同,所以,同一种介质对不同频率的光的折射率也不同。由此可知:折射率反映的不仅仅是介质的属性,而应该是反映了光与介质的光属性间的某种关系。

2、光的全反射现象

(1)光密介质与光疏介质

如果有三种介质,其折射率的关系为:n1<n2<n3

那么第2种介质相对于第1种介质是光密介质,但相对于第3种介质则是光疏介质。

(2)全反射现象

光从光密介质射向光疏介质时,当入射角足够大而使折射光线消失的现象称为全反射现象。

(3)全反射现象的充要条件

必要条件:从光密介质射向光疏介质

充分条件:入射角大于临界角

(4)临界角

使折射角等于90°时的入射角。当光从折射率为n的介质射向空气时,发生全反射现象的临界角C可由下式求得

3、棱镜对光的偏折作用

一般所说的棱镜都是用光密介质制作的。入射光线经三棱镜两次折射后,射出方向与入射方向相比,向底边偏折。(若棱镜的折射率比棱镜外介质小则结论相反。)

作图时尽量利用对称性(把棱镜中的光线画成与底边平行)。

由于各种色光的折射率不同,因此一束白光经三棱镜折射后发生色散现象(红光偏折最小,紫光偏折最大。)

(二)典型例题

例1、半径为R的半圆柱形玻璃砖的横截面如图所示,O为圆心,光线Ⅰ沿半径方向从a处射入玻璃后,恰在O点发生全反射.另一条光线Ⅱ平行于光线Ⅰ从最高点b射入玻璃砖后,折射到MN上的d点.测得Od=,则玻璃砖的折射率多大?

解析:

设光线Ⅱ的入射角和折射角分别为i、r,在△bOd中,

bd=R,

sinr= 

由折射定律,有

又光线Ⅰ与Ⅱ平行,且在O点恰好发生全反射,有sini=,所以n=.

从而得n=≈2.03

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