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实验题28 全反射法测玻璃折射率

(2017-05-05 22:32:43)

在一次测玻璃的折射率实验中,采用了如下方法,将一块半圆形玻璃砖放在水平面上(如图所示),用一束光线垂直于玻璃砖直径平面射入圆心O,以O为转轴在水平面内缓慢转动半圆形玻璃砖,当刚转过θ角时,观察者在玻璃砖平面一侧恰看不到出射光线,这样就可以知道该玻璃砖的折射率n的大小,那么,上述测定方法主要是利用了 全反射  的原理,该玻璃的折射率n= 1/sinθ 

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分析:

由题,将玻璃砖缓慢转过θ角时,观察者在玻璃砖平面一侧恰看不到出射光线,说明光线玻璃砖平面发生了全反射,此时的入射角恰好等于临界角,由折射定律公式求出该玻璃砖的折射率.

解答:

解:据题意,将玻璃砖缓慢转过θ角时,观察者在玻璃砖平面一侧恰看不到出射光线,说明光线玻璃砖平面发生了全反射,此时的入射角恰好等于临界角,即有i=C=θ

根据临界角公式sinC=1/n,则得n=1/sinC=1/sinθ.

故答案为:全反射,1/sinθ

 


 

补充:

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:
(1)
光由光疏介质射人光密介质时,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。
(2)
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。 
(3)
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:光从光密介质射人光疏介质时,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:
①定义:折射角为90。时的入射角叫做全反射的临界角。 
②公式:光由折射率为n的介质射入空气 (真空)时,sinC=1/n 
3.
条件:
①光由光密介质射向光疏介质 
②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。,以光从水射人空气为例,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。

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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:
①光线从光密介质射入光疏介质。  
②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。

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