这个视频咱来认识一种光学现象,全反射。要理解全反射的概念,得先说说光梳戒指和光秘戒指。你已经知道,不同戒指的折射率通常是不同的。 物理上把两种戒指中折射率相对较小的叫做光输戒指,折射率相对较大的叫做光密戒指。要注意这里的输和密都是相对的, 比如水、玻璃和空气三种物质相比较,水对玻璃来说是光束戒指,但对空气来说就是光秘戒指了。 根据折射定律,显然光线由光束戒指射入光密戒指时,折射角小于入射角。而光线由光密戒指射入光束戒指时,折射角大于入射角。来看个实验,这 这是一个半圆形的玻璃砖,让一束光从空气中射向玻璃砖的圆心。当光射到圆心时,一部分光折射到空气中,另一部分光会反射回玻璃砖内,再垂直于半圆面回到空气中, 保持玻璃砖的位置不变,逐渐增大光线的入射角,折射角也会对应的增大,并且能够观察到折射光线越来越弱,反射光线越来越强。 此时,由于光线是从光逆介质摄入,光书介质,折射角大于入射角,所以当折射角达到九十度时,入射角仍然小于九十度。 如果继续增大入射角,就会发现折射光线完全消失,只剩下反射光线的现象,这种现象就叫做全反射。准确的定义是这样的,全反射是指 光从光秘戒指射向光书戒指时,当入射角增大到某一角度,光线全部被反射回光秘戒指的现象。 从这个定义可以看出,发生全反射的条件有两个,一是光由光密戒指射向光书戒指。 咱们用这两个图来说明一下,当光由光束戒指射向光密戒指时,由于折射角小于入射角,虽然随着入射角的增大,折射角也增大,但肯定是入射角先增大到九十度,所以折射角是不可能达到九十度的,也就是说,这种情况下不会发生全反射, 只有光由光逆戒指摄像光枢戒指时,由于折射角大于入射角,随着入射角的增大,折射角会先到达九十度,继续增大入射角,折射光线就会消失,发生全反射。 从刚才的这个过程不难发现,发生全反射的第二个条件就是注射角要足够大。 物理上,把光从光密戒指射向光束戒指时,折射角等于九十度时的入射角叫做临界角,用字母 c 表示,只有当入射角大于等于临界角时,才会发生全反射。 根据折射定律,可以列出这么个方长变形,就得到了零角角 c 的计算公式为塞 c 等于 n 分之一。 总结一下这个视频答案,主要介绍了全反射现象,它是指光从光秘戒指射向光书戒指时,当入射角大于会等于临界角,光线全部被反射回光秘戒指的现象。 这俩是发生全反射的条件。最后还要记住临界角的计算公式。好了,要讲的就是这些,现在。
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条件反射是在生活过程中逐渐形成的后天性反射,是一种高级神经活动。条件反射是以非条件反射为基础建立,在建立的过程中需要大脑皮层的参与。 有科学家曾经对鸡建立条件反射的过程进行了研究,他发现,当饲养员给鸡喂食时, 散养的鸡会从四面八方跑过来。如果饲养员只吹哨不喂食,鸡就不会聚在一起。 但当饲养员把非条件刺激喂食和无关刺激哨声结合在一起,鸡在喂食前几秒钟先垂上,让饲养场所有的鸡都能听到 哨声,再进行喂食。多次之后,即使不给鸡喂食,只吹哨,鸡也会从不同地方跑过来。 从这个研究我们可以知道,在条件反射形成的过程中,非条件刺激和无关刺激的多次结合是建立条件反射的基本条件。 只有非条件刺激和无关刺激的多次结合,才能使无关刺激转化为条件刺激。值得我们注意的是,条件反射是会消退的, 因为条件反射需要不断的强化,如果反复单独使用条件刺激而得不到非条件刺激的强化,那之前建立起来的条件反射就会消退。人和动物 一样,可以对具体的刺激建立起条件反射。比如,凡是吃过霉子的人,在看到霉子时就会产生分泌唾液的反射。但人和动物还是有很大区别的, 人类还可以对抽象的语言、文字等信息发生反应,建立人特有的复杂反射,比如谈虎色变, 当一个人听到老虎一词时,虽然没有见到真的老虎,也会对此产生恐惧感。条件反射使人和高等动物的行为有了预见性,提高了其适应环境的能力。 条件反射的应用广泛,在生产和生活中,人们利用条件反射的原理饲养和管理家禽 家畜,他们利用条件反射的原理定时定量的对家禽家畜进行科学的喂养,提高了家禽的产蛋量或家畜的产肉量。 其实在我们学习过程中也可以利用条件反射,因为我们的学习过程就是这种特有的条件反射建立的过程,要是想巩固学到的知识,我们就需要不断的复习强化。


今天为大家示范的实验室观察全反射现象。 夜幕降临的时候,月亮升起来了,月光照在水面上亮晶晶的,为什么会有这种现象呢?那是因为发生了全反射的现象。那么怎么才能产生全反射现象呢? 本次实验我们将通过以下几个环节来观察全反射现象。一、光从空气摄像玻璃时观察入摄角与折射角的变化。 二、光从玻璃摄像空气时,观察入摄角与折射角的变化。在 实验中,我们需要用到以下实验器材,半圆形玻璃砖、激光笔、刻度盘。 首先,把一块半圆形玻璃砖放在圆形刻度盘上, 用激光笔以一定的角度,摄像玻璃砖停止边上的圆心上, 可以看到在这个平直边与空气的界面上发生折射, 保持入视点不变。改变入视角角度, 可以观察到折射角随着入射角的增大而增大。 当光从光疏介质摄入光密介质时,不管入社角多大,折社角都不会消失。 接下来翻转玻璃砖, 用激光笔以一定的角度沿着半圆形玻璃砖的半径射到他的平直边上, 可以观察到在这个边与空气的界面上发生反射和折射, 逐渐增大。入设角可以观察到折射光线离发线越来越远,而且越来越弱,反射光却越来越强。 当入设角增大到某一角度,使 折射角变为九十度时,折射光完全消失,只剩下反射光, 这就是光的全反射现象。由实验可知,当光从光密介质摄入光疏介质时,如果入射角等于或大于零界角,就会发生全反射现象。 实验结束后,将实验器材整理好。

乳社角等于零界角,就已经发生情反射,大意,零界角也发生情反射,我们今天一起来做光由戒指进入空气的折射反射实验。大家先看实验器材,这是半圆形的玻璃砖, 这里是反射面和折射面,这里是他的发现。我们先观察第一点,当官有戒指进入空气的时候,如射角大还是折射角大,大家看这个就是如射角 近视是三十度,这个是折射角,近视是四十八度,所以光有介质进入空气发生折射的时候,戒指中光线已发现的夹角小,空气中光线已发现的夹角大。现在我们要观察的第二点是,如射角增加, 折射角也增加,大家注意看哪个角先达到九十度,现在入射角达到了四十度,折射角近视达到了七十二度,大家注意看 五十角,四十度,多一点点的时候,折射角达到了八十度哦,哪个角先达到九十度呢? 哎呦,折射角已经达到了九十度,这个时候再也看不到折射光,只看到了反射光这个现象,我们把它叫做发生了前反射现象。发生前反射的条件是,光要从光速小的戒指进入光速大的戒指, 如视角还要大于等于零界角,现在是等于零界角大于零界角,以后大家看再也看不到角色 光了,只有反射光,这个时候光发生了浅反射, 所以光发生情反射的条件时,光要从光速小的戒指进入光速大的戒指。 乳社交大于等于零。借缴好,大家观察第二点,乳社交增加,反社交也增加,大家注意看反射观的强度是越来越强,越来越强,越来越强,当发生情反射以后,反射观的强度才不发生改变。 好,现在我们看折射光的情况,无视角增加,折射角也增加,折射光线变弱, 当达到临界角的时候,折射光线消失,此后没有折射光,只有反射光。好,今天的实验我们就做到这里。


为什么沾水的衣服颜色会更深一些?我们尝试解释一下。当我们给果冻内摄入光线的时候,会看到明显的反射现象,光线全在果冻内了,因为在果冻和空气的界面处发生了反射,这个现象被称为全反射。 光线从顶部反射下来,光线在水中也会发生多次全反射,也就是说停留的光线可以被水带着走, 宝贝们可以看到光线跟着水在走,而且更多的光线在水流里,而不在瓶子里。 我们之所以看到水流里有更多的光线,是因为水流里临界角的散射,一些光线穿过了临界角被我们看到。这也就是为什么沾水的东西看起来颜色更深一点, 因为光线正常照射以后会反射进眼睛里,如果光线进入带水的部分,就会发生多次全反射,很多光线会被吸收,从而显得变暗了。今天就到这里拜拜了!

折与全反射问题,他的难点在于几何问题,那几何到底难在哪?应该怎么解决?今天咱们一个视频把它讲清楚。首先我们来看一下全反射的条件, 第一个全反射条件是从光密得射向光疏,第二个入射角大于零界角。这零界角是啥意思?来看,这是一个接触面,上边是空气, 下边是水,空气就是光,输水就是光密。好了,那我一条光线射出去,这个就叫入射角, 说到空气当中以后,这个叫褫折角,对吧?哎,通过褫折定律我们知道的。然后我发现在空气这边,他的这个褫折角要大于这个褫折角,你说来是光,能不能反过来呀?当然可以,光路是可逆的,我这么射也是可以的,对不对?哎,所以我知道了, 他在发生褶皱的时候,在光束这边的这个与法线夹角会大一些,对不对?好嘞,那我现在从水中往空气中射,哎,那么我可不可以加大一下入射角啊?加到什么程度?我让褶皱角正好等于九十度 啊?折折角等于九十度的时候,入射角肯定不等于九十度啊,因为他比他大,对不对?所以此时我认为这个入射角就是我这个叫临界角,我认为他是角 c, 可以 吧?完事 啊。然后这个是他的全反射,那么我们下面看最常见的一个模型叫光导纤维原理啊,光导纤维有两种,第一种哎,直线, 第二种哎,这是曲线,到底咋回事?咱挨个来看。第一个直线对于他来说,这个是外皮,这个是光心,对吧?所以对于他来说,我在这个点的时候发生了个全反射,对不对?全反射,我说了这得光密,摄像光疏,所以如果在这个点发生全反射的话,那么 我这个算 n 一, 这个皮算 n 二的话,谁大呀?是不是 n 一 要大于 n 二啊? ok 吧。哎,发生全反射了以后,它就完全反射过来了,完全反射没有折过去,如果折出去了,那不就出事了吗?对不对?哎,不行。好嘞,这个是光导纤维,那 曲线到底是啥意思呢?哎,至于曲线来说,光导纤维它是一圈一圈的,对不对?哎,我们挨个来看,我把它,我把这一段给它扩大一下。怎么看来我先往上,往上 啊,在这个过程当中,哎,这个我认为它是弱色光线啊,这个是它的一个接触面啊,然后发画一个,发现它是由中心是大的,两边是小的,对不对?所以这个是 折率大的,这个是折率小的,这个是光密,这个是光疏,所以根据折设定。哎,我得这样一下,我把这延长啊,我把入射光线延长,所以当他从 折率大的地方光密射向光疏的时候,他的折角会大于入射角,对吧?哎,相当于往中心偏了一下,然后再在这个时候再画, 对吧?他在这个过程当中从中心往两边是渐变的啊,渐变的,所以再画的时候他又往谁偏了?哎,又往中心偏,所以你看,当我画完以后,他是不就是一个弧线呐? 哎,也符合这个中心,他的折率是大的,越往两边越小,只不过这个是渐变的啊,说的是渐变的这个过程。好嘞,结束整个问题搞定。好吧。哎,这个是对于光纤原理的理解啊,然后下边 出射范围,这个就完全考到临界角了啊,对于它来说,光线沿四十五度射向半圆形的这玻璃物体,那对于这玻璃来说,它的射程率是刚刚二,然后问 光线能从玻璃当中射出的范围为多少?好嘞,那咱们挨个看。首先光在射入的时候,它的夹角是四十五度,那我发生了折,那它的入射角是不是也是四十五度啊? ok 吧。然后在这个过程当中发不发生全反射?朋友们,不发生全反射,为什么?全反射的是光密摄像光束,这是光束摄像光密,对不对?所以所有的光线都有它的照射光线,好吧,哎,来,我给他延长一下,哎,这样画出来 啊,然后这个延长一下,哎,画出来好了,哎,大致画出它的照射光线,然后它在哪个地方发生全反射呀?它是在这个地方发生全反射,假设把我的光线 射到了这个点了以后,这个是它的发线,这个是它的交界面,所以在这个点的时候,谁是入射角?这个是它的交界面,所以在这个点发射出来的一个光线,哎, 此时他的入射点小,慢慢到这边增大了。好吧,哎,此时增大到这个点的时候,我认为他就是,哎,正好到达临界角了,那在上边这个部分还能不能射出去?射不出去了,这边就不行了。好了,那再往这边移,往这边移动的过程当中,哎,他在这 这个角度也很小小小小小到哪啊?当他到这个点的时候,我假设啊,到这个点的时候,好嘞,大家看, 哎,到这个点的时候,这个角是不是就角 c 了?哎,他有两个临界,所以上面这个 他再往上走的话,这个入射角是不就更大了呀,所以他就出不去了,就发生全反射,这块都是发生全反射的,这个部分是能够射出去的, ok 吗?哎,把这个先推出来,然后我就求这段的距离啊,或者是对应的圆心角就 ok 了啊,那我们怎么求呢?来 用到了几何知识?首先第一个,我所有的光线在这个上表面上发生折时,它与发现的加角为多少?是不就是这个角啊?这个角我设它为角一好不好?哎,所以 n 等于什么? n 等于塞塞特书比上塞塞特密,哎,记这个就 ok 了,因为光路是可逆的嘛,对不对?塞塞特书比塞塞特密。这块我重点强调一下啊,大家如果留心的话,能够发现这 n 它不叫褫涉率,在书上, 在 n, 这个 n 在 书上叫什么?叫做相对折率对不对?哎,相对折率,但是在高中阶段啊,我们一般都是啊,空气跟水啊,空气跟玻璃啊,这个时候在高中阶段,你就记住 n 等于什么?三十 c 的 数比三十 c 的 密,因为它是一个大于 e 的 数好不好?哎,记住这个事就行。好了。然后我把这哥们带进去呗,他的光书这边 是不就是 sine 四十五度?下面再说这个就是角一呗, sine 角一最后退出来,这哥们 n 等于根号二,这是二分之根号二,所以角一等于三十度,对不对? sine 角一等于二分之一,所以角一就等于三十度了, ok, 好, 那接着往下我的邻界角呢?嗯,等于 sine 角 c, 邻界角分之一。为什么来看这?我的邻界角 是入射角三角 c 这个光束这边,它的折角是九十度,九十度是不是一啊?最后推出来这个角 c 啊,就等于四十五度,没问题吧?朋友们,好了,来,下面完完全全的几何了, 这个是三十度,这个是四十五度,来,我们看这个三角形, 哎,看我画的黄色的三角形,这是三十度,这是九十度,所以这多少啊?这六十度对不对?这六十,这四十五度,所以这个角多少度?这个角是不就是七十五度啊? ok 了,解决一个。好了,再接着来,我们再看这个三角形, 来,再看这面这三角形啊,来,这个角是九十度啊,这个角叫折角,刚才算完了,是三十度,对不对?三十度加九十度多少?这个角是一百二,这个角是四十五,所以这个角应该是多少? 应该是十五度,可以吗?哎,没事啊,所以通过它这个整个这个平角角,一百八十度,减去七十五度,再减去十五度,这应该是九十度,哎,九十度, 所以这个部分就是能够射出去的范围,锁定原形角是九十度 啊,那么这个范围呢?就是四分之一啊,这个整个圆的周长,或者这叫二分之一,这个半圆的周长就结束了,好不好?哎,把这个范围求出来,结束第一个设出问题。好了,来高考真题练习,直接来看这道题,二三年的一道全科一卷问题, 等腰直角三角形, a, b, c, a, c 等于 a, c 都等于 l, 然后光线呢?从 m 点入射,数值向下入射啊, 经 b、 c 反射后,这哥们能反射,反射完了以后正好到 a 点。所以这种问题先干什么?先要画出它的光路图好不好?哎,先把它的光路图画出来。那我先折一下子呗, 这样我把它延长折的话,是不是这样好不好?哎,折到这,然后怎么着?反射来了, 好了。反射啊,你说老师画完光路图了,我怎么求这个 am 的 长度?你首先想到的一点,你说老师这个不是反射吗?那反射的话,我给他做一个,发现这俩角相等,是不是? 肯定是这么想的吧,哎,但是其实发现这个方法行不通啊,把这个东西找到它没有用啊,毕竟是高考题,所以你看我们到底是怎么推出来它的问题的?这个其实 不是算简单的问题啊,来,大家看我跟我看。首先第一个,我们能知道啥就求出啥来。这入射角多少度?这是四十五度等腰直角三角形嘛,这是四十五度,所以这哥们也是四十五度,没毛病吧?哎,这四十五度,所以来你根据这个东西,咱能看出来 它的这个折角多少度?折角角,角角一是多少度?角一应该是 三十度,没问题吧?完事啊,三十度没问题。好了,那接着往下好了,那既然三十度,我要求的是这段距离啊,但是这块我发现这角度我用不了,但是我还要应用它这个反射,对不对?为大家想一想,之前有一个叫晾衣架模型的,是不是用到了对称 啊?或者叫将军引马模型啊?这是数学上学的一个东西,是吧?应该初中数学吧,对吧?把它移到这来,它是一条直线,对吧?所以这个就用到了这个事。 好嘞,那这个点我求出来以后,这个是角一对不对?然后来看大家看这个角,这个跟他是不对顶角,哎,跟热水角对顶,所以这个角多少度?这个角应该是四十五度,所以我设这个角为角二,这个角二是多少? 四十五减三十等于十五度, 角三他也是十五度,对吧?你看我一会干啥?角三等于十五度?好了,你说老师,我到这我还是不知道是现在还是没有结论的, 然后我都给他对称过来了,以后怎么样?第二个点就是我要把这哥们也延长过来,为啥?因为他都是对称过来的,对不对?哎,我把这对称过来的这一边,这一条线也是相等的,然后这个角也是对称过来的,所以这哥们变成啥了? 朋友们,这哥们变成九十度了,对不对?好了,到这为止,我们能想到的对称已经想完了, 然后下面我们想一想,到底应该怎么求?这 am am 怎么求?看有直角,那我必然想到直角三角形,那这样怎么办?我用 ab 这段长度减去 bm, 是 不就是 am 完事,那这 b m 打球啊? ab, 我 知道了, ab 就是 l 啊,那这 b m 打球,我把它对称到这了, b m 撇,你会不会求啊?我把这角求出来以后,这 b m 撇是多少啊?我在这写了啊,这 b m 撇是不就等于 ab 就是 l 乘上谁乘上这个角?这个角角一,角二,角三,那我算它角四,应该乘上它进它角四,对不对?那这角四等于多少啊?大家看看这个三角形, 看到这三角形了吗?这是一个直角等腰直角三角,它是对称过来的,所以这哥们四十五度啊,那它等于这两个角之合,这角是十五度角三吗? 那这个角四多少?角四是不就应该等于三十度啊?好了,来,同学们明白了吗? b m 撇是多少?应该等于三分之根号三 l 是 这事不好了,把它求出来以后,那我 b m 撇知道了,那我说 b m 也知道了,那 ab 是 什么? ab 是 a, b 是 l, 再减去个 b m 是 不就等于 am 了?是这个事吧。 ok, 好 了,那把它代入 l, 减去 三分之根号三倍的 l 就 等于 am 了,最后把结果退出来就行了。这道题很不好想,你得想到对称 啊。没有对称,对完称了以后,你不光这块要对称,你还要跟他联系上,所以这个就是把你已知的东西,已知的角度都给他导出来,慢慢推出来的 啊。这个在逻辑上不像物理那么逻辑那么清,因为它毕竟属于一个数学范畴好不好。哎,这个就是几何的应用,所以整个褫涉与权反射大家一定要理解。首先第一个褫涉定律,以后根据他的几何来解决权反射的问题,大家学会了吗?

这个视频为师要给你介绍一种重要的光学原件,全反射棱镜。你已经知道,当光从光密戒指摄入,光输戒指入射角大于或等于临界角时,会发生全反射现象, 此时折射光线消失,反射光的能量当于入射光的能量,也就是说,全反射的能量几乎没有损耗,相对于平面镜的反射而言,反射效率非常高。 那么,怎么才能利用全反射的这个优点呢?聪明的工程师们发现,玻璃具有良好的透光性,他的折射率为一点五,其临界角约为四十二度。 利用玻璃的这些数据,就可以制成洁面为等腰直角三角形的全反射冷静。当光线垂直于直角边, 垂直于斜边摄入棱镜后,由于入射光的方向与第一个玻璃面垂直,光线不发生偏折。当光入射到下一个界面处时,光线的入射角为四十五度,大于玻璃的临界角四十二度,会在该处发生全反射。 如果光是垂直于冷静的直角边摄入时,那么光会在斜边处发生一次全反射,从另一直角边射出,光的传播方向改变九十度。 如果光是垂直于三棱镜的斜边摄入呢?那么他会在两个直角边处各发生一次全反射,仍然从斜边射出,光的传播方向改变一百八十度。 由于跟平面镜相比,全反射棱镜拥有很多优点,比如反射率高很多,反射时失真会小很多。并且他的反 反射面不必突刷任何的反光材料,所以他被广泛应用于生活中和光学仪器的制造中。比如自行车尾灯就利用了全反射冷静的原理, 当后方的车灯发出的光照射到自行车的尾灯上时,光线进入尾灯内的塑料,在塑料和空气的分界面上发生全反射,最终光只能从尾灯的前表面再透射出来, 而且出射光线与入射光线平行,使得绝大多数的反射光都回到了发光物体所在的方向。所以在夜晚,虽然自行车的尾灯并不发光,但仍然显得非常的明亮。 再比如某些双统望眼镜中,光在两个全反射棱镜上分别发生全反射后进入人眼,可以缩短目镜和物镜间的距离, 使望远镜更加小巧。还有工程上使用激光测量距离时,也常使用直角三棱镜做激光的把,让光线沿传播方向返回,最终测出激光器和把之间的距离。 总结一下这个视频,为师给你介绍了拳法上冷静,他是一个洁面为等腰直角三角形的玻璃块。 由于跟平面镜相比,全反射棱镜具有反射率高、反射时时针小、不必涂刷反光材料等优点, 因此被广泛应用于生活中和光学仪器的制造中。比如自行车尾灯、双筒外眼镜、激光测距等都利用了全反射冷静的原理。好了,就讲这么多,现在你快刷题去吧!