光的全反射及光纖技術(shù)

光的全反射及光纖技術(shù)

對(duì)于兩種介質(zhì)來(lái)說(shuō)，我們把光在其中傳播速度較小的介質(zhì)，即折射率較大的介質(zhì)稱(chēng)為光密介質(zhì);而把光在其中傳播速度較大的介質(zhì)，即折射率較小的介質(zhì)稱(chēng)為光疏介質(zhì).

一、光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)

注意：

（1）光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是相對(duì)的．例如水晶（n=1.55）對(duì)玻璃（n=1.5）是光密介質(zhì)，而對(duì)金剛石來(lái)說(shuō)（n=2.427）就是光疏介質(zhì).

（2）光疏和光密是從介質(zhì)的光學(xué)特性來(lái)說(shuō)的，并不是它的密度大小.例如酒精的密度比水小，但酒精和水相比酒精是光密介質(zhì).一、光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)θ1θ2介質(zhì)1NN'AOB介質(zhì)2介質(zhì)1相對(duì)介質(zhì)2是光疏介質(zhì)θ1θ2＞n１＜n2v１＞v2光的速度折射率光疏介質(zhì)大小光密介質(zhì)小大

既然光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角.可以預(yù)料，當(dāng)入射角增大到一定程度，但還沒(méi)有達(dá)到900時(shí)，折射角就會(huì)增大到900.如果入射角再增大，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？思考與討論

讓光沿著半圓形玻璃磚的半徑射到它的平直的邊上，在這個(gè)邊與空氣的界面上會(huì)發(fā)生反射和折射.逐漸增大入射角，觀(guān)察反射光線(xiàn)和折射光線(xiàn)的變化.示演全反射光從光密介質(zhì)射到光疏介質(zhì)的界面時(shí)，全部被反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象叫全反射.

全反射從能量變化角度理解：折射角隨入射角的增大而增大，折射角增大的同時(shí)，折射光線(xiàn)的能量減小，折射光線(xiàn)的強(qiáng)度減弱，亮度減弱，而反射光線(xiàn)能量增大，亮度增加；當(dāng)入射角增大到某一角度時(shí)(即臨界角)，折射光能量減到零，入射光的能量全部反射回來(lái).所以光在兩種介質(zhì)界面不一定同時(shí)存在著反射和折射現(xiàn)象.發(fā)生全反射的條件（1）是光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；（2）入射角等于或大于一定的角度，這一角度叫臨界角.臨界角光從介質(zhì)射入空氣(真空)時(shí)，當(dāng)入射角為某一角度時(shí)，折射角為90°，這個(gè)入射角大小稱(chēng)作這種介質(zhì)的臨界角.令發(fā)生全反射的臨界角為C，根據(jù)折射定律：

光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維簡(jiǎn)稱(chēng)光纖，它是現(xiàn)代通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中重要的材料，光纖通信就是利用了光在光纖中的全反射特性.有機(jī)玻璃棒的全反射分析光纖工作原理光導(dǎo)纖維的工作原理纖芯的折射率＞包層的折射率，入射角合適時(shí)在纖芯和包層的界面上發(fā)生