《4实验：用双缝干涉测量光的波长》集体备课教案设计

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要点提示 光若从光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角.

深化升华 同一种介质，到底是光密介质还是光疏介质是不确定的.例如玻璃相对水而言是光密介质，而相对金刚石而言是光疏介质.不能盲目地说哪一种介质就是光疏介质，哪一种介质就是光密介质.光疏介质、光密介质是对确定的两种介质而言的，任何两种透明介质都可以通过比较光在其中传播速度的大小或折射率的大小来判定谁是光疏介质或光密介质.

辨析比较 光疏介质和光密介质的比较

光的速度折射率光疏介质大小光密介质小大2.绝对折射率和相对折射率

（1）定义：光从介质1射入介质2时，入射角i与折射角r的正弦之比叫做介质2对介质1的相对折射率，通常用n21表示.若介质1是真空，则介质2相对真空的折射率是该介质的绝对折射率，通常用n表示.

（2）规律：n21= EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 ,n12= EMBED Equation.3 ，

故n12= EMBED Equation.3 ,n1v1=n2v2,n1sini=n2sinr.

学法一得 本书中以后所得到的折射率都是指绝对折射率，所研究的折射问题都是光在真空（或空气）中与其他介质中的传播.

3.全反射

光由光密介质射向光疏介质时，折射角大于入射角，当入射角增大到一定程度时，折射角会增大到90°，此时折射光将怎样传播呢？实验证明，当折射角达到90°时，折射光全部消失，入射光全部被反射回原介质；当入射角再增大时，入射光仍被界面全部反射回原介质，这种现象叫做全反射.

（1）临界角的定义：折射角为90°时的入射角称为全反射临界角，简称临界角，用C表示.

学法一得 光从光密介质射向光疏介质时，只要入射角大于临界角，一定会发生全反射现象.

深化升华 一般情况下，光由一种介质到达另一种介质时，光既有反射又有折射，即光的能量有一部分反射回原介质中，而另一部分则进入其他介质中，发生全反射时，光的能量全部反射回原介质中.

（2）临界角C的表示式：由折射定律知，光由某介质射向真空（或空气）时，若刚好发生全反射，则n= EMBED Equation.3 = EMBED Equation.3 ,所以sinC= EMBED Equation.3 .

（3）对“海市蜃楼”的解释：由于空气中大气的折射和全反射，会在空中出现“海市蜃楼”.在海面平静的日子，站在海滨，有时可以看到远处的空中出现了高楼耸立、山峦重叠等景象，这种景象的出现是有原因的.当大气层比较平静时，空气的密度随温度的升高而减小，对光的折射率也随之减小，海面上空气的温度比空中低，空气的密度随温度的升高而减小，对光的折射率也随之减小，海面上空气的温度比空中低，空气的折射率下层比上层大.我们可以粗略地把空中的大气分成许多水平的空气层，如图13-7-2所示，下层的折射率较大.远处的景物发出的光线射向空中时，不断被折射，射向折射率较低的上一层的入射角越来越大，当光线的入射角大到临界角时，就会发生全反射现象，光线就会从高空的空气层中通过空气的折射逐渐返回折射率较低的下一层，在地面附近的观察者就可以观察到由空中射来的光线形成的虚像.这就是海市蜃楼的景象.如图13-7-3所示.

图13-7-2

图13-7-3

4.光纤通信

全反射现象在通信中有重要的作用，光导纤维之所以能传光、传像，就是利用了光的全反射现象，光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝，直径只有1—100 μm左右.如图13-7-4所示，它是由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率，光由一端进入，在两层的界面上经多次全反射，从另一端射出，光导纤维可以远距离传播光，光信号又可以转换成电信号，进而变为声音、图象，如图把许多（上万根）光导纤维合成一束，并使两端的纤维按严格相同的次序排列，就可以传输图象.

图13-7-4

5.全反射棱镜

横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜.全反射棱镜是一种特殊的棱镜.

如图13-7-5中的等腰直角三角形ABC表示一个全反射棱镜的横截面，它的两直角边AB和BC表示棱镜上两个互相垂直的侧面.如果光线垂直地射到AB面上，光在棱镜内会沿原来的方向射到AC面上，由于入射角（45°）大于光从玻璃射入空气的临界角（42°），光会在AC面上发生全反射，沿着垂直于BC的方向从棱镜射出（图13-7-5甲）.如果光垂直地射到AC面上（图13-7-5乙），沿原方向射入棱镜后，在AB、BC两面上都会发生全反射，最后沿着与入射时相反的方向从ＡＣ面上射出，生活中有许多地方都有到了这一原理，例如自行车尾灯（图13-7-6）.

在光学仪器里，常用全反射棱镜来代替平面镜，改变光的传播方向.图13-7-7是全反射棱镜应用在潜望镜里的光路图.

图13-7-5