全内反射.PPT

單元 2.2 第 3A 冊 (p.69) T F 光線只有從光密介質進入光疏介質時，才會發生全內反射。 光線從空氣進入水時，是從光疏介質進入光密介質，因此不會發生全內反射。 F xx/02/2017 交 習題與思考 2.2 完 * * * * * * * * * * * 鑽石的折射率很大 (2.42)。 ? 可以把大部分入射光線經全內反射從鑽石的頂部 射出。 ? 變得閃閃生輝 鑽石 臨界角 ? 24o 十分小 光線進入鑽石 於底部全內反射 從面射出光亮色彩 切割太深或太淺，光線會於旁邊或底部射出，減低小其閃亮。 ? ? ? n of (鑽石=2.42) , (水晶=2.0) , (玻璃=1.5) 鑽石的 4C Colour(顏色) Clarity(清澈) Carat(卡) Cutting(切割) C onfidence(信譽) (1 carat=0.2 g) (1 10-cents coin=2 g) 鑽石的折射率 = 2.42 玻璃的折射率 = 1.50 (a) 找出鑽石與空氣交界面，以及玻璃與空氣交界 面的臨界角。 鑽石與空氣交界面的臨界角 玻璃與空氣交界面的臨界角 = sin–1 ( ) 1 n ( ) = sin–1 1 2.42 = 24.4? = sin–1 ( ) 1 n ( ) = sin–1 1 1.50 = 41.8? 例 題 7 鑽石與玻璃 鑽石的折射率 = 2.42 玻璃的折射率 = 1.50 (b) 玻璃製的仿寶石經切割後，所見有的光澤可否 媲美鑽石？試簡單解釋。 不可以。 ∵ 玻璃的臨界角比鑽石大得多。 ? 只有極少量進入玻璃仿寶石的光線能夠發生 全內反射。 例 題 7 鑽石與玻璃 光導纖維 c 光導纖維（光纖）： 純玻璃內心（纖細柔軟） 光進入光纖的一端後，會傳播至另一端。 錄像片段 2.9 光 纖 光纖的包覆層： 玻璃內心由包覆層包裹着。包覆層的折射率比內心小。 內心會發生全內反射。 包覆層可保護內心免受沾污和破壞。 廣泛應用在通訊上 光纖與銅線相比有以下優點： 數據傳輸的速率較高 較輕、較幼細、較便宜，也較強韌 作遠程傳輸時，訊號流失較少 較少機會出現訊號干擾 應用於內窺鏡，讓醫生觀察人體內的器官 內窺鏡 錄像片段 2.10 教育電視：內窺鏡 膠囊內視鏡 以下光纖只有一條塑膠內心，並無包覆層。一條光線沿法線從光纖的一端進入，然後射到 A 點。 （塑膠的折射率 = 1.62） 包覆層的作用 例 題 8 (a) 污垢 (n = 1.7) 意外地黏附在 A 點的外層上。  光線射到 A 點時，會否發生全內反射？試簡單 解釋。 光線不會發生全內反射。 污垢的折射率比內心大。 ? 光會經折射進入污垢中。 例 題 8 包覆層的作用 (b) 如果在內心的外圍加上一層包覆層 (n = 1.52)， 光線射到 A 點時會發生全內反射嗎？ 根據斯涅耳定律， n1 sin ?1 = n2 sin ?2 1.62 ? sin C = 1.52 ? sin 90? ∴ 會發生全內反射。 C = sin–1 ( ) 1.52 1.62 = 69.8? 70? 例 題 8 包覆層的作用 用熒光顏料所寫的字十分亮麗耀眼。為甚麼？ ∵ 手寫板四邊都安裝了光源。 光線經全內反射在玻璃板的內表面來回反彈。 當光線碰到熒光顏料，便會經顏料進入空氣。 ∴ 字會發亮。 熒光手寫板 起 點 海市蜃樓 d 在天氣炎熱的日子，有時會看到遠處的路面十分濕滑。 其實，地面上根本沒有水！ 看到的只是天空的倒影 ? 海市蜃樓 （沙漠中常見的現象） 錄像片段 2.11 飛機場上的海市蜃樓 最後，光線會發生全內反射 n 大 n 小 C 接近地面的空氣較熱，空氣的折射率較小 熱空氣 冷空氣 光線從天空射向地面，它的傳播方向會因折射而逐漸接近水平。 我們看到全內反射下天空的影像 以下裝置模擬海市蜃樓。 糖溶液的折射率隨高度不同而逐漸改變，激光的路徑會偏折。 光線在糖溶液中折曲 錄像片段 2.12 魚的視域 e 在水裏的潛水員（或魚）可以看見水面上的一切，但視域會壓縮成一個圓錐。 圓錐以外的水面就像一面鏡子。 錄像片段 2.13 魚的視域 用魚眼鏡拍攝的照片 c c 水 C = 49O 49O 49O 潛水員從水裏向上望，他的眼睛位於水面以下 0.5 m 的位置。（水的折射率 = 1.33） (a) 潛水員視域的角度 = ? 潛水員視域的角度 = 2? = 2C = 2 ? 48.75? = 97.5? ? 98? C = sin–1 ( ) 1 n ( ) = sin–1 1 1.33 = 48.75? 例 題 9 找出潛水