1.  全反射
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在一般情况下,光的反射和折射现象总是同时发生的。但是在特殊的条件下,入射光在两种介质的分界面上会只发生反射而不发生折射,这种现象叫做全反射

下面来研究发生全反射现象的特殊条件。

实验 18.12

在装水的玻璃缸底部,放一个具有狭缝的光源,让光源发出的发散光束射向水面(图 18-14),仔细观察随着入射角的增大,反射光和折射光强弱的变化情况。

图 18-14

〔结果〕光从水斜射入空气时,随着入射角增大,折射光逐渐由(强变弱、弱变强),而反射光逐渐由(强变弱、弱变强)。入射角增大到一定程度,折射光消失,发生现象。

当光从光密介质射向光疏介质时①,折射角大于入射角,并且折射角随着入射角的增大而增大。这样就有可能在入射角还没有增大到 90°以前,而折射角已经增大到 90°。这时折射线就和界面平行,并沿着界面传播。如果继续增大入射角,入射光就全部反射回光密介质而不进入光疏介

质,从而发生全反射现象。通常把折射角等于 90°时的入射角叫做临界角。但是当光从光疏介质射向光密介质时,折射角永远小于入射角。因此在入射角增大到 90°时,折射角不可能等于 90°,所以不会发生全反射现象。

对于确定的两种介质,临界角是确定的。利用光的折射定律公式,可以求出各种介质对空气或真空的临界角。如果用 C 表示临界角,n 表示介质的折射率。由于空气对这种介质的折射率等于 1/n,因此可以列出

sinC = 1

sin90° n

即 sinC = 1 。

n

因此,只要知道了介质的折射率,利用上式就可以求出这种介质对空

气(或真空)的临界角。