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光的全反射
小慧在做光的折射規(guī)律實驗時偶然發(fā)現(xiàn):當激光從水中斜射向空氣中時,當入射角增大到一定角度時,折射光線會消失,只剩下反射光線(如圖甲所示)。這到底是什么原因呢?通過查閱資料,他終于明白了其中的奧妙。
當光線從一種介質1(如水)射向另一種介質2(如空氣)時,本來應該有一部分光進入介質2,稱為折射光,另一部分光反射回介質1,稱為反射光(如圖乙所示)。但當介質1(如水)的折射率大于介質2(如空氣)的折射率,即光從光密介質射向光疏介質時,折射角大于入射角,當入射角增大時,折射角也增大,但折射角先增大到90度,此時折射光消失,只剩下反射光,這種現(xiàn)象稱為全反射現(xiàn)象。剛好發(fā)生全反射時的入射角叫做臨界角。只有入射角大于或等于臨界角時,才會發(fā)生全反射現(xiàn)象。
光密介質和光疏介質是相對的。例如,水折射率大于空氣,所以相對于空氣而言,水就是光密介質;而玻璃的折射率比水大,所以相對于玻璃而言,水就是光疏介質。介質的折射率小越小,光在其中傳播的速度越快。
光纖通信就是利用光的全反射原理。光導纖維在結構上有內芯和外套兩種不同介質,光從內芯傳播時遇到光纖彎曲處,會發(fā)生全反射現(xiàn)象,而保證光線不會泄漏到光纖外。
(1)由全反射的條件可知,當光從空氣斜射到水中時
不會
不會
(選填“會”或“不會”)發(fā)生全反射現(xiàn)象;若光由水進入空氣的臨界角是48.5°,則入射光以60°的入射角從水射向空氣時
會
會
(選填“會”或“不會”)發(fā)生全反射現(xiàn)象。
(2)光導纖維的外套相對于內芯介質來說是
光疏介質
光疏介質
(選填“光疏介質”或“光密介質”);外套的折射率
小于
小于
內芯介質(選填“大于”、“等于”或“小于”);紅光在光纖中傳播的速度
大于
大于
(同上)紫光。