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光的全反射和光的色散现象

1. 全反射：光从光密介质射入光疏介质时，随着入射角的增大，折射角也越来越大，当折射角达到90°时，折射光线完全消失，只有反射光线，这种现象称为全反射。 (1)临界角：折射角变成90°时的入射角称为临界角C

C? sin1 n (2)条件：

①光从光密介质射入光疏介质; ②入射角大于等于临界角C

2. 光学中常用一种横截面为三角形的三棱镜，简称棱镜。它对光线的作用及其成像特点： (1)光线通过棱镜后向底面偏折。

(2)通过棱镜看物体，看到的是物体的虚像，物体的虚像向棱镜的顶角方向偏移。 (3)棱镜对光路的改变作用。

如图1所示，玻璃三棱镜放在空气中，光从一个侧面AB射入，通过棱镜后的光线向棱镜底面偏折，θ角叫做偏向角。隔着棱镜看点光源S，则看到点光源的虚像S’，且S’偏向棱镜的顶角，如图2所示。

3. 光的色散

一束白光通过三棱镜后，会散开在光屏上形成一个彩色光带，这种现象叫光的色散(如图3所示)。把按一定次序排列的彩色光带叫做光谱。光带中色光的排列顺序依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，产生色散的原因是同一介质对不同色光的折射率不同，因而不同色光经棱镜两次折射后偏向角不同。由图3可看出：紫光折射率最大，红光的最小。由

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n?c得：紫光在介质中的传播速度最小，红光最大。 v

注：各种色光在真空中的传播速度都相同，即c=3×108m/s。此规律可列表如下：

光的颜色 偏向角 折射率 在介质中的光速 红 橙 黄 绿 蓝 小→大 较小→较大 较大→较小 靛 紫

4. 全反射棱镜

横截面是等腰直角三角形的棱镜为全反射棱镜。由于玻璃的临界角为32°～42°，而光在界面上的入射角为45°>42°，发生全反射，全反射棱镜一般用于改变、控制光路： ①如A图光线垂直AB面射入，光线在AC面发生全反射，光线方向改变90°;

②如B图光线垂直AC面入射，光线在AB、BC面发生全反射，光线改变180°;

③如C图光线平行AC面入射，光线在AC面发生全反射，射出的方向不变，发生侧移。

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