全反射

光学A 档L3近3年考频 4 次

常见题型:choice、fill、short

全反射 - 几何光学

考法聚焦

典型例题

例题 1

如图所示,一束光从折射率为1.5的玻璃射向空气,在界面处发生全反射。已知玻璃的临界角为C,求sinC的值。若入射角为45°,是否会发生全反射?

解答

sinC = $\frac{1}{1}$.5 = $\frac{2}{3}$ ≈ 0.667,C ≈ 41.8°。入射角45° > 41.8°,故发生全反射。

解析:

本题考察全反射临界角公式及全反射条件的判断。先由sinC=1/n求出临界角的正弦值,再将入射角与临界角比较。

要点:

  • 正确应用临界角公式
  • 比较入射角与临界角大小

例题 2

光导纤维是由内芯和外套组成,内芯折射率n1=1.60,外套折射率n2=1.48。一束光从端面射入,要使光在纤维中发生全反射,求光在端面入射角的最大值。

解答

设内芯-外套临界角为C,sinC = n2/n1 = 1.$\frac{48}{1}$.60 = 0.925,C ≈ 67.5°。光在内芯中传播时,折射角r与入射角i满足:sin i = n1 sin r,且需r ≤ 90° - C = 22.5°。故最大入射角i_max满足 sin i_max = n1 sin 22.5° ≈ 1.60 × 0.3827 ≈ 0.6123,i_max ≈ 37.8°。

解析:

本题综合考查全反射条件与折射定律。先由内芯对空气的临界角公式求出临界角,再分析光在端面折射后进入内芯,需在内芯-外套界面满足全反射条件,利用几何关系确定端面入射角。

要点:

  • 区分两种临界角(空气-内芯、内芯-外套)
  • 利用几何关系建立折射角与全反射条件的关系

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