05 基础课：光的全反射

光的全反射

光从光密介质往光疏介质射时，介质角比较小的时候既有折射也有反射；

不断增大介质角，空气角会不断增大。如下图光从玻璃射入空气中。

当空气角增大到 90° 时，达到临界，折射光会完全消失，仅剩反射光，这种现象叫全反射。

TIP

两种介质相比，折射率小的介质叫光疏介质，折射率高的介质叫光密介质。

全反射临界角

$$n=\frac{sin\mathrm{空}\mathrm{气}\mathrm{角}}{sin\mathrm{介}\mathrm{质}\mathrm{角}}=\frac{sin{90}^{\circ }}{sin\mathrm{介}\mathrm{质}\mathrm{角}}=\frac{1}{sin\mathrm{介}\mathrm{质}\mathrm{角}}$$$$sin\mathrm{介}\mathrm{质}\mathrm{角}=\frac{1}{n}$$

C 为全反射的临界角，当介质角大于 C 时发生全反射。

全反射的条件

1. 光从光密介质往光疏介质射

2. 介质角 ≥ C

海市蜃楼

形成海市蜃楼的原理就是折射和全反射。

上现蜃景

上现蜃景一般发生在海平面。越接近海平面，空气越潮湿，密度越大，折射率越高；越往高处走，密度越小，折射率越小。

左边的图像经过漫反射，光线从光密介质射入光疏介质，经常层层折射，到入射角大于发生全反射的临界角时，发生全反射；

然后从光疏介质射入光密介质，达到人眼。

下现蜃景

下现蜃景一般发生在沙漠，和海面相反。沙漠中越靠近地面越热，空气越稀薄，折射率越低；越高折射率越大。

下现蜃景一般呈现的倒像，不过高中并不研究为什么是倒像。

光纤通信

为避免光信号衰减，传播过程中光不能折射。

内芯是光密介质，外套是光疏介质。

光在外套和内芯界面不断发生全反射。

例题

题 1

解

$C$

题 2

解

$sinC=\frac{1}{n}$

紫光的折射率最高，发生全反射的临界角最小，所以紫光最先达到临界角，最先发生全反射，导致屏 P 上看不到紫光。

$B$

题 3

解

$A$

题 4

解

$C$