高中物理选修3-4光的反射和折射(高中物理选修3-4知识点)
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一、全反射
1.光密介质与光疏介质:两种介质相比较,折射率较大的介质叫做光密介质,折射率较小的介质叫做光疏介质
(1)光由光疏介质射入光密介质时,折射角小于入射角;光由光密介质射入光疏介质时,折射角大于入射角
(2)光在光疏介质中的传播速度大于在光密介质中的传播速度
(3)光密介质与光疏介质时相对而言的。单独一种介质无法确定它是光密介质还是光疏介质
二、全反射
1.定义:光从光密介质射入光疏介质时,折射角大于入射角,当入射角增大到某一角度时,折射角达到90°,折射光完全消失,只剩下反射光,这种现象叫做全反射
2.临界角:
①定义:折射角为90°时的入射角叫做全反射的临界角
②公式:光由折射率为n的介质射入空气(真空)时,
(这个公式很重要哦!!!!)
③条件:
a光由光密介质射向光疏介质
b入射角等于或大于临界角
三、光导纤维
1.原理:光的全反射
2.构造:由内芯和外套两层组成,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
3.传播路径:
光导纤维
3.光导纤维
①方法:光也是一种电磁波,也可以像无线电波那样,作为载体来传递信息。载有声音、图像以及各种数字信号的激光从光纤的一端输入,就可以传到千里以外的另一端,实现光纤通信
②优点:光纤通信的主要优点是容量大。此外,光纤传输还有衰减小、抗干扰性强等多方面的优点
全反射棱镜的三种典型光路
①全反射棱镜定义:横截面为等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜
②三种典型光路
练习题
1966年华裔科学家高锟博士提出一个理论:直径仅几微米的玻璃纤维就可以用来做为光的波导来传输大量信息,43年后高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖,他被誉为“光纤通讯之父”.以下哪个实验或现象的原理和光导纤维是相同的( )
A.图甲中,弯曲的水流可以导光
B.图乙中,用偏振眼镜看3D电影,感受到立体的影像
C.图丙中,阳光下的肥皂薄膜呈现彩色
D.图丁中,白光通过三棱镜,出现色散现象
答案
1.A
2.AB
3.
①通过计算光线1能在圆锥的侧面B点发生全反射.
②光线1经过圆锥侧面B点后射到桌面上某一点所用的总时间是1.58×10-9s.