Question

【題目】閱讀短文，回答問(wèn)題。

光的全反射

小慧在做光的折射規(guī)律實(shí)驗(yàn)時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)：當(dāng)激光從水中斜射向空氣中時(shí)，當(dāng)入射角增大到一定角度時(shí)，折射光線會(huì)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(guò)查閱資料，他終于明白了其中的奧妙。

（圖甲） （圖乙）

當(dāng)光線從一種介質(zhì)1（如水）射向另一種介質(zhì)2（如空氣）時(shí)，本來(lái)應(yīng)該有一部分光進(jìn)入介質(zhì)2，稱為折射光，另一部分光反射回介質(zhì)1，稱為反射光（如圖乙所示）。但當(dāng)介質(zhì)1(如水)的折射率大于介質(zhì)2（如空氣）的折射率，即光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角，當(dāng)入射角增大時(shí)，折射角也增大，但折射角先增大到90度，此時(shí)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(shí)的入射角叫做臨界角。 只有入射角大于或等于臨界角時(shí)，才會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象。

光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對(duì)的。例如，水折射率大于空氣，所以相對(duì)于空氣而言，水就是光密介質(zhì)；而玻璃的折射率比水大，所以相對(duì)于玻璃而言， 水就是光疏介質(zhì)。介質(zhì)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(dǎo)纖維在結(jié)構(gòu)上有內(nèi)芯和外套兩種不同介質(zhì)，光從內(nèi)芯傳播時(shí)遇到光纖彎曲處，會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，而保證光線不會(huì)泄漏到光纖外。

（1）由全反射的條件可知，當(dāng)光從空氣斜射到水中時(shí)____（會(huì)/不會(huì)）發(fā)生全反射現(xiàn)象。

（2）若光由水進(jìn)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(shí)_____（會(huì)/不會(huì)）發(fā)生全反射現(xiàn)象。

（3）光導(dǎo)纖維的外套相對(duì)于內(nèi)芯介質(zhì)來(lái)說(shuō)是_____（光疏介質(zhì)/光密介質(zhì)）；外套的折射率____內(nèi)芯介質(zhì)（大于/等于/小于）

（4））一個(gè)三棱鏡由上述玻璃構(gòu)成，讓一束光垂直于玻璃三棱鏡的一個(gè)面射入（如圖所示），請(qǐng)?jiān)趫D中完成這束入射光的光路圖_________。(光由玻璃進(jìn)入空氣的臨界角是41.8°)

Answer 1

【答案】不會(huì) 會(huì) 光疏介質(zhì) 小于

【解析】

解答：(1)由題意可知，當(dāng)光線從一種介質(zhì)1（光密介質(zhì)射）射向另一種介質(zhì)2（光疏介質(zhì)時(shí)，）時(shí)，只有折射角大入社角時(shí)，才會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象。因此，當(dāng)光從空氣斜射到水中時(shí)不會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象；（2）若光由水進(jìn)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(shí)，此時(shí)角度大于臨界角，所以會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象。(3)由題意可知，光導(dǎo)纖維的外套相對(duì)于內(nèi)芯介質(zhì)來(lái)說(shuō)，外套的折射率小于 內(nèi)芯介質(zhì)，所以說(shuō)外套是光疏介質(zhì)； (4)光線從空氣進(jìn)入玻璃時(shí),因是垂直照射,所以方向不變;當(dāng)從玻璃中斜射入空氣時(shí),其入射角為45大于臨界角，故其發(fā)生全反射，其大致路徑如下圖：