1. 知道光疏介质和光密介质，认识光的全 反射现象 2. 掌握全反射的条件，以及临界角公式 3. 知道全反射棱镜及其应用，初步了解光 导纤维的工作原理 学习目标

一 光疏介质与光密介质 光疏介质 : 折射率较小的介质叫光疏介质 。 光密介质 : 折射率较大的介质叫光密介质。 几种介质的折射率 金刚石 二硫化碳 玻 璃 水 晶 ~1.9 1 岩盐 1.55 酒精 1.36 水 1.33 空气 请问：酒精是光密介质还是光疏介质？ 光疏介质与光密介质是相对的。

光从光密介质射入光疏介质时 思考： 1. 折射角大还是入射角大？ 2. 当入射角增大时折射角怎样变化？

观察实验 观察一：随着入射角的增大，折射光线怎么变化？ 观察二：随着入射角的增大，反射光线和折射光线 的亮度怎么变化？ 当光由玻璃射向空气时，折射角先是随入射角 的增大而增大，当入射角增大到一定值时，折射 光线突然消失，之后尽管入射角增大，空气中再 没有折射光线。 随着入射角的增大，折射光线逐渐减弱，反射 光线逐渐加强，直到折射光线消失，之后反射光 线和入射光线同亮度。

二 全反射 光由光密介质射向光疏介质时，当入射角增大 到某一角度，使折射角达到 90 0 时，折射光完全消 失，只剩反射光，这种现象叫全反射，这时对应 的入射角叫做临界角。 发生全反射的条件 ①光线从光密介质射入光疏介质 ②入射角大于等于临界角

计算光从玻璃射入真空发生全反射的临界角 C 。 已知玻璃折射率是 1.6. 解：光从玻璃射入真空，折射角等于 90 0 时的入射 角是临界角。根据光路可逆原理，光从真空射入玻 璃时，入射角为 90 0 时，折射角为临界角 C 。

1) 当光线由 AB 面垂直入射时： 横截面是等腰直角三角形的棱镜 2) 当光线由 AC 面垂直入射时： 一次全反射，光线变化 90° 两次全反射，光线变化 180° A B C CB A 1 全反射棱镜 三 全反射的应用实例

全反射棱镜的应用 三 全反射的应用实例

全反射棱镜的应用 三 全反射的应用实例

2 、光导纤维 光导纤维内芯的折射率大于外层的折射率 思考：光导纤维的内心和外层折射率哪那个大？

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 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 光导纤维在医学上的 应用

四、常见全反射现象及解释 1 ．对 “ 海市蜃楼 ” 的解释 (1) 气候条件：当大气比较平静且海面与上层空 气温差较大时，空气的密度随温度的升高而减 小，对光的折射率也随之减小．因海面上的空 气温度比空中低，空气的下层比上层折射率大 ．我们可以粗略地把空中的大气分成许多水平 的空气层。 密 疏

(2) 光路分析：远处的景物反射的光线射向空中 时，不断被折射，射向折射率较小的上一层的 入射角越来越大，当光线的入射角大到临界角 时，就会发生全反射现象，光线就会从高空的 空气层中通过空气的折射逐渐返回折射率较大 的下一层． (3) 虚像的形成：当光线进入人的眼睛时，人总 认为光是从反向延长线方向发射而来的，所以 地面附近的观察者就可以观察到虚像．且虚像 成像于远处的半空中，这就是 “ 海市蜃楼 ” 的景 象．

2 ．对 “ 沙漠蜃景 ” 的解释 (1) 气候条件：夏天在沙漠里也会看到蜃景，太 阳照到沙地上，接近沙面的热空气层比上层空 气的密度小，折射率也小． (2) 光路分析：从远处物体射向地面的光线，进 入折射率小的热空气层时被折射，入射角逐渐 增大，也可能发生全反射．

(3) 虚像的形成：人们逆着反射光线看去，就会 看到远处物体的倒景 ( 如图 4 － 2 － 3) ，仿佛是从 水面反射出来的一样．沙漠里的行人常被这种 景象所迷惑，以为前方有水源而奔向前去，但 总是可望而不可及． 图4－2－3图4－2－3

3 ．炎热夏季的柏油马路路面看起来特别亮 在炎热夏季的柏油马路 ( 或高速公路 ) 上，会看到远一 点的路面上特别亮，像洒了水一样湿漉漉的．这是因为 贴近热路面附近的空气层稀薄，比上层空气的折射率小 ．从远处射向路面的光线，也可能发生全反射，从远处 看去，路面就像用水淋过一样，显得格外明亮光滑．沙 漠中行走的人在夏季会看到远方特别亮，就像有湖泊一 样，与柏油马路面看起来特别亮道理相同．

4 ．水或玻璃中的气泡特别明亮 水或玻璃中的物体能被我们看见，是因为光 照射物体时，有一部分光被物体反射，其中的 一部分进入人的眼睛，引起视觉的缘故．

小 结 1 、光疏介质、光密介质 2 、全反射 定义 临界角 C 全反射的产生条件 3 、全反射原理的应用实例 全反射棱镜 光导纤维 海市蜃楼

1 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

2 如图所示，一个三棱镜的截面为等腰直角 △ ABC ，∠ A 为直角．此截面所在平面内的光线沿 平行于 BC 边的方向射到 AB 边，进入棱镜后直接 射到 AC 边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材 料的折射率为 ( )

3 光导纤维的结构如图，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传 播．以下关于光导纤维的说法正确的是 ( ) A ．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套 的界面上发生全反射 B ．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套 的界面上发生全反射 C ．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套 的界面上发生折射 D ．内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性， 可以起保护作用

4 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 () 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发生全反射, 因 而较亮. D

5 在光导纤维的端面上入射光满足什么条件，才能使光在光导纤维中 不断发生全反射，从一端传到另一端？ ( 设光纤外层材料的折射率为 1)