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中學(xué)物理光的折射和全反射要點(diǎn)解密

2010-08-02 14:38:37  來(lái)源:blog

  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θ,根據(jù)折射定律定義:n=■,可得θ=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sinθ0=■,不難求出臨界角為θ0=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α=θ0=45°,從圖中可以看出ΔAOD中β=60°,所以γ=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α=θ0=45°,從圖中可以看出ΔBOE中的δ=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°。


  棱鏡與光的色散


  1.棱鏡對(duì)光的偏折作用


  一般所說(shuō)的棱鏡都是用光密介質(zhì)制作的。入射光線經(jīng)三棱鏡兩次折射后,射出方向與入射方向相比,向底邊偏折。


  由于各種色光的折射率不同,因此一束白光經(jīng)三棱鏡折射后發(fā)生色散現(xiàn)象,在光屏上形成七色光帶(稱光譜)(紅光偏折較小,紫光偏折較大。)在同一介質(zhì)中,七色光與下面幾個(gè)物理量的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表所示:

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