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光的全反射

小慧在做光的折射規(guī)律實(shí)驗(yàn)時(shí)偶然發(fā)現(xiàn):當(dāng)激光從水中斜射向空氣中時(shí),當(dāng)入射角增大到一定角度時(shí),折射光線會(huì)消失,只剩下反射光線(如圖甲所示)。這到底是什么原因呢?通過(guò)查閱資料,他終于明白了其中的奧妙。

(圖甲) (圖乙)

當(dāng)光線從一種介質(zhì)1(如水)射向另一種介質(zhì)2(如空氣)時(shí),本來(lái)應(yīng)該有一部分光進(jìn)入介質(zhì)2,稱(chēng)為折射光,另一部分光反射回介質(zhì)1,稱(chēng)為反射光(如圖乙所示)。但當(dāng)介質(zhì)1(如水)的折射率大于介質(zhì)2(如空氣)的折射率,即光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí),折射角大于入射角,當(dāng)入射角增大時(shí),折射角也增大,但折射角先增大到90度,此時(shí)折射光消失,只剩下反射光,這種現(xiàn)象稱(chēng)為全反射現(xiàn)象。剛好發(fā)生全反射時(shí)的入射角叫做臨界角。 只有入射角大于或等于臨界角時(shí),才會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象。

光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對(duì)的。例如,水折射率大于空氣,所以相對(duì)于空氣而言,水就是光密介質(zhì);而玻璃的折射率比水大,所以相對(duì)于玻璃而言, 水就是光疏介質(zhì)。介質(zhì)的折射率小越小,光在其中傳播的速度越快。

光纖通信就是利用光的全反射原理。光導(dǎo)纖維在結(jié)構(gòu)上有內(nèi)芯和外套兩種不同介質(zhì),光從內(nèi)芯傳播時(shí)遇到光纖彎曲處,會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象,而保證光線不會(huì)泄漏到光纖外。

(1)由全反射的條件可知,當(dāng)光從空氣斜射到水中時(shí) (選填“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)生全反射現(xiàn)象;若光由水進(jìn)入空氣的臨界角是48.5°,則入射光以60°的入射角從水射向空氣時(shí) (選填“會(huì)”或“不會(huì)”)發(fā)生全反射現(xiàn)象。

(2)光導(dǎo)纖維的外套相對(duì)于內(nèi)芯介質(zhì)來(lái)說(shuō)是 (選填“光疏介質(zhì)”或“光密介質(zhì)”);外套的折射率 內(nèi)芯介質(zhì)(選填“大于”、“等于”或“小于”); 紅光在光纖中傳播的速度 (同上)紫光。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(1)該實(shí)驗(yàn)是根據(jù)公式________進(jìn)行測(cè)量的.

(2)斜面的作用是使小車(chē)獲得下滑動(dòng)力加速下滑;實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使斜面的坡度較________(填“大”或“小”),原因是________________________________________________________________________.

(3)若圖中表每格為1 s,該次實(shí)驗(yàn)中,小車(chē)通過(guò)全程的平均速度v=________m/s;實(shí)驗(yàn)中小車(chē)通過(guò)上半段路程的平均速度________(填“大于”“小于”或“等于”)通過(guò)下半段路程的平均速度.

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