1.什么是全反射?
我们知道,光从空气斜射进水、玻璃里会拐弯(折射),同时也有一小部分光会被界面弹回来(反射)。
但反过来,如果光从水、玻璃这种光密介质,往空气这种光疏介质里走,就会出现特殊情况:当光线斜射的角度大到某个临界值(临界角)之后,光就再也穿不出界面了,会全部被界面反射回原来的物质里,就像撞上了一面反光的镜子,这个现象就是全反射。
2.全反射现象在生活中有哪些应用?
光纤通信
我们家里的宽带、长途电话和视频信号,核心都靠光纤传输。光纤是极细的玻璃纤维,光从一端射入后,会在光纤芯与包层的界面上被约束传播,不断发生全反射,拐弯向前传播,虽然损耗很低,但长距离通信通常还需光放大或中继。这一应用是现代高速网络的核心基础。
光学仪器的反射棱镜
望远镜、潜望镜、单反相机里,常用棱镜系统代替普通镜子(潜望镜、望远镜中可用直角棱镜或组合棱镜;单反相机取景器通常是五棱镜或五面镜)。光在棱镜内部发生全反射,几乎不损失光线亮度,也不会像普通镜子那样出现镀层老化脱落的问题,反射效果更稳定耐用。
撰写人:马珊、宋丹妮
审核专家:佟超 中国科学院大学