光学的基本定律及其内容（全内反射的有趣现象）

光学的基本定律及其内容（全内反射的有趣现象）取图案上一点A为研究对象，因为光在物体表面发生漫反射，所以A点会向各个方向反射光线。取任意一条光线研究，A点发出的光线先通过塑封袋内的空气折射进入水中，假设入射角为i1，折射角为γ1；然后光线从水中再次折射进入空气，进入人眼，假设光线第二次折射的入射角为i2，折射角为γ2。水和空气的折射率分别为n1、n2（n1约等于1.33，n2约等于1.0）。这个解释好像太浅显，还是没说清到底什么时候透过水看不到纸上的图案，什么时候又能看到了。别急，小编马上分析给你看：3、将它们放入盛水杯中，观察实验现象。相信已经有人迫不及待说出了其中的秘密——光的全反射现象：当光线经过两种不同折射率的介质时，部分光线在两种介质的界面被折射，其余的被反射。但是，当光线从光密介质（较高折射率的介质）进入到光疏介质（较低折射率的介质），并且入射角大于临界角时，光线停止进入另一界面，折射光消失，光线全部向内面反射，故称为全（

图案都去哪儿了？

花呢？

实验设备：塑封袋、白纸、画笔、杯子、水

实验步骤：1、分别在白纸和塑封袋上画好图案；

2、把纸片放入塑封袋并密封；

3、将它们放入盛水杯中，观察实验现象。

相信已经有人迫不及待说出了其中的秘密——光的全反射现象：

当光线经过两种不同折射率的介质时，部分光线在两种介质的界面被折射，其余的被反射。但是，当光线从光密介质（较高折射率的介质）进入到光疏介质（较低折射率的介质），并且入射角大于临界角时，光线停止进入另一界面，折射光消失，光线全部向内面反射，故称为全（内）反射。临界角（ic）是使得全反射能发生的最小的入射角。

这个解释好像太浅显，还是没说清到底什么时候透过水看不到纸上的图案，什么时候又能看到了。别急，小编马上分析给你看：

取图案上一点A为研究对象，因为光在物体表面发生漫反射，所以A点会向各个方向反射光线。取任意一条光线研究，A点发出的光线先通过塑封袋内的空气折射进入水中，假设入射角为i1，折射角为γ1；然后光线从水中再次折射进入空气，进入人眼，假设光线第二次折射的入射角为i2，折射角为γ2。水和空气的折射率分别为n1、n2（n1约等于1.33，n2约等于1.0）。

由斯涅尔定律（折射定律）知，水的全反射临界角为：

ic约为48.5 °。A点第一次折射得：

（0≤i1≤90 °）

所以，无论入射角取何值，折射角γ1一定小于或等于48.5 °。

假设塑封袋倾斜时与水面的夹角为θ，

1、 塑封袋竖直立于杯中时θ=90°，41.5°≤i2≤90°，并没有全部大于临界角48.5°。因此，光线二次折射的入射角i2介于41.5°和48.5°之间时，光线仍能射出水面，此时，空气中的折射角γ2大约在64°到90°之间，即理论上，眼睛在与水面成小于26°角的范围内能够观察到A。所以，当我们在水杯侧面十分贴近水面时才能看到纸上的图案。

然而，从水中再次出射到空气中的光线只占很少的比例，光线强度弱，且入射角越接近临界角，反射光越强而折射光越弱，因此即使在可观察的范围内，人眼也难以观察到纸片上的图案。

2、 塑封袋倾斜时，θ减小，i2的取值范围将更多地偏离临界角，越来越多的光线会穿出水面， 折射角γ2的取值范围也越来越大，穿出的光线达到一定程度时便可以观察到图案。

知道了这些，你会突然发现生活中的许多事物都要用全反射的原理来解释，例如：

光纤通信和医用光纤内窥镜

双筒望远镜和璀璨的钻石

海市蜃楼、柏油马路镜面现象（冷、热空气对光的折射率不同）

这个知识点你Get到了吗？

祝所有的大朋友和小朋友们好好学习，天天向上！