物理全反射章節(jié)復(fù)習(xí)指導(dǎo)
全反射
1.全反射現(xiàn)象：光照射到兩種介質(zhì)界面上時(shí)，光線全部被反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象。
2.全反射條件：光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角大于或等于臨界角。
3.臨界角公式：光線從某種介質(zhì)射向真空(或空氣)時(shí)的臨界角為C，則sinC=1/n=v/c
[例3]一個(gè)橫截面為半圓形的光學(xué)元件，其材料的折射率為n=■，一束平行光以45的入射角射向其上表面，如圖所示。求：在圖中標(biāo)出入射光能從其半圓面上射出的范圍。
解析：如圖所示，設(shè)平行光射入該元件后的折射角為，根據(jù)折射定律定義：n=■，可得=30，由于所有入射光的入射角都相同，所以射入該元件后所有的折射光線仍然平行。這些光線中，從圓心O射入的光線到達(dá)半圓周上的C點(diǎn)時(shí)，入射角為00，因此一定有光線射出。從C點(diǎn)向左右兩邊移動(dòng)，射到半圓周上的光線的入射角都將逐漸增大。當(dāng)入射角增大到臨界角時(shí)，光線發(fā)生全反射，不再能夠從該元件射出。由sin0=■，不難求出臨界角為0=45。設(shè)光線射到C點(diǎn)左邊某一點(diǎn)A時(shí)剛好有入射角=0=45，從圖中可以看出AOD中=60，所以=75同理設(shè)光線射到C點(diǎn)右邊某一點(diǎn)B時(shí)剛好有入射角=0=45，從圖中可以看出BOE中的=15。只有以上得到的A、B兩點(diǎn)間的圓弧上，才有光線射出。AB弧的度數(shù)是90。
四、棱鏡與光的色散
1.全反射棱鏡
橫截面是等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡。選擇適當(dāng)?shù)?入射點(diǎn)，可以使入射光線經(jīng)過(guò)全反射棱鏡的作用在射出后偏轉(zhuǎn)90(右圖1)或180(右圖2)。要特別注意兩種用法中光線在哪個(gè)表面發(fā)生全反射。
[例5]如圖所示，自行車(chē)的尾燈采用了全反射棱鏡的原理。它雖然本身不發(fā)光，但在夜間騎行時(shí)，從后面開(kāi)來(lái)的汽車(chē)發(fā)出的強(qiáng)光照到尾燈后，會(huì)有較強(qiáng)的光被反射回去，使汽車(chē)司機(jī)注意到前面有自行車(chē)。尾燈的原理如圖所示，下面說(shuō)法中正確的是( )
A。汽車(chē)燈光應(yīng)從左面射過(guò)來(lái)在尾燈的左表面發(fā)生全反射
B。汽車(chē)燈光應(yīng)從左面射過(guò)來(lái)在尾燈的右表面發(fā)生全反射
C。汽車(chē)燈光應(yīng)從右面射過(guò)來(lái)在尾燈的左表面發(fā)生全反射
D。汽車(chē)燈光應(yīng)從右面射過(guò)來(lái)在尾燈的右表面發(fā)生全反射
解：利用全反射棱鏡使入射光線偏折180，光線應(yīng)該從斜邊入射，在兩個(gè)直角邊上連續(xù)發(fā)生兩次全反射，所以選C。
3.玻璃磚
所謂玻璃磚一般指橫截面為矩形的棱柱。當(dāng)光線從上表面入射，從下表面射出時(shí)，其特點(diǎn)是：
⑴射出光線和入射光線平行;
�、聘鞣N色光在第一次入射后就發(fā)生色散;
⑶射出光線的側(cè)移和折射率、入射角、玻璃磚的厚度有關(guān);
⑷可利用玻璃磚測(cè)定玻璃的折射率。
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