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机器视觉基础光学-全反射

时间:2012-09-17来源:www.shixinhua.com石鑫华视觉网 作者:石鑫华 点击: 999999次

全反射

全反射定义

光由光密(即光在此介质中的折射率大的)介质射到光疏(即光在此介质中折射率小的)介质的界面时,全部被反射回原介质内而无折射光的现象。
全反射
全反射

全反射简介

英文名称: total internal reflection(TIR),光由光密媒介进入光疏媒介时,要离开法线折射,如图所示。
全反射的发生
全反射的发生
当入射角i增加到某种情形(图中的ic)时,折射线延表面进行,即折射角为90°,该入射角ic称为临界角。若入射角大于临界角,则无折射,全部光线均反回光密媒质,此现象称为全反射。当光线由光疏媒介射到光密媒介时,因为光线靠近法线而折射,故这时不会发生全反射。

全反射原理、产生条件与全反射角计算

公式为n=sin90`/sinc=1/sinc,sinc=1/n,c=arc sin(1/n),c为临界角)
  当光射到两种介质界面,只产生反射而不产生折射的现象.当光由光密介质射向光疏介质时,折射角将大于入射角.当入射角增大到某一数值时,折射角将达到90°,这时在光疏介质中将不出现折射光线,只要入射角大于或等于上述数值时,均不再存在折射现象,这就是全反射.所以产生全反射的条件是:①光必须由光密介质射向光疏介质.②入射角必须大于或等于临界角(C).
  所谓光密介质和光疏介质是相对的。两物质相比,折射率较小的,光速在其中较快的,就为光疏介质;折射率较大的,光速在其中较慢的,就为光密介质。例如,水折射率大于空气,所以相对于空气而言,水就是光密介质,而玻璃的折射率比水大,所以相对于玻璃而言,水就是光疏介质。
临界角是折射角为90度时对应的入射角(只有光线从光密介质进入光疏介质且入射角大于临界角时,才会发生全反射)。

全反射的应用

全反射的应用:光导纤维是全反射现象的重要应用。蜃景的出现,是光在空气中全反射形成的。
  全反射是一种特殊的折射现象,当光线从一种介质1射向另一种介质2时,本来应该有一部分光进入介质2,称为折射光,另一部分光反射回介质1,称为反射光。但当介质1的折射率大于介质2的折射率,既光从光密介质射向光疏介质时,折射角是大于入射角的,所以当增大入射角,折射角也增大,但折射角先增大到90度,此时(入射角叫临界角)折射光消失,只剩下反射光,称为全反射现象。
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