高中物理知识点：全反射，临界角

高中物理知识点：全反射，临界角

光密介质与光疏介质

1. 定义：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。

2. 特点：

• 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。
• 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。
• 光密介质与光疏介质是相对而言的。单独一种介质无法确定它是光密介质还是光疏介质。

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：

• 定义：折射角为90°时的入射角叫做全反射的临界角。
• 公式：光由折射率为n的介质射入空气（真空）时，临界角C满足sinC = 1/n。
• 条件：
• 光由光密介质射向光疏介质
• 入射角等于或大于临界角

全反射的计算方法

光从一种介质射入另一种介质时一般都要同时发生反射与折射现象，如图所示。当光线从光密介质射向光疏介质时，折射角大于入射角。这样就有可能在入射角还没有增大到90°以前，折射角就已经达到90°，以光从水射入空气为例，当入射角增大到某一数值C时，折射光线恰好掠过水面，和界面平行，折射角等于90°，再继续增大入射角，光线全部反射回水中，不再有折射光线进入空气中，于是形成光的全反射现象。

当折射角为90°时的入射角C叫做临界角，可见发生全反射的条件是：

• 光线从光密介质射入光疏介质。
• 入射角≥临界角(C)，对于临界角有：sinC = 1/n。

分析光的全反射、临界角问题的一般思路：

1. 画出恰好发生全反射的光路。
2. 利用几何知识分析边、角关系，找出临界角。
3. 以刚好发生全反射的光线为比较对象来判断光线是否发生全反射，从而画出其他光线的光路图。

物质的密度与光密介质、光疏介质

光密介质和光疏介质是相对的，是根据介质对同种频率的光的折射率大小来划分的。折射率较小的称为光疏介质，折射率较大的称为光密介质。显然对同一介质来说，当与其对比的介质不同时，它可能属于光密介质，也可能属于光疏介质，如水相对于空气是光密介质，但相对于玻璃就属于光疏介质了，对于某种介质，没有与之相对比的其他介质时，谈论它是光密介质还是光疏介质是无意义的。而物质的密度与介质的折射率之间没有直接的联系，密度大的介质折射率不一定大，如酒精的密度小于水的密度，但酒精的折射率大于水的折射率。但对于同种物质来说，当其密度变大时，通常折射率也变大。如空气，在海边、靠近海平面的空气温度低，密度大，折射率也大，常引起“海市蜃楼”现象；在沙漠，靠近地面的空气温度高，密度小，折射率也小，这正是引起“沙漠蜃景”的原因。