对全反射概念的理解VIP专享VIP免费

对全反射概念的理解赵振宇（甘肃省白银市平川中恒学校730913）【摘要】全反射是高中物理光学部分的主要内容，正确理解全反射的概念和这种特殊的物理现象对学生学习光学知识是至关重要。【关键词】入射光线，反射光线，折射光线，全反射，临界角。全反射的概念是高中物理几何光学部分的重要概念之一，同时全反射现象也是自然界一种较为特殊的自然现象；对全反射内容的教学，又是高中物理光学部分的重要的教学内容。如何正确理解全反射的概念和正确认识这种特殊的自然现象，对学生学习物理知识，了解自然，认识自然都是至关重要的。而对这一重要的物理概念的定义，从1978年，教育部颁布了“全日制十年制学校物理教材”到1983年“甲种本”“乙种本”；从1990年“必修物理课”“选修物理课”到1997年版“两省一市”新教材，对全反射这一重要的物理概念的义上都没有多大的变化，都是一种比较模糊笼统的说法，对学生的理解和掌握造成了一定的障碍。教材对全反射概念的定义大致如下：当光线从光密媒质进入光疏媒质时,逐渐增大入射角,会看到折射光线离法线越来越远,而且亮度越来越弱,反射光线却越来越强,“当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光线完全消失,只剩下反射光线,这种现象叫做全反射”。笔者认为，按照折射角的定义：折射角是折射光线与法线的夹角，既然折射光线已完全消失了，又怎么能说是折射角等于90°呢？笔者认为应该这样去解释：1。从能量角度分析。光线在同一种均匀媒质中是沿直线传播的。当在前进方向上遇到不同的媒质时,在介质分界面上，光就要分为两部分,其中一部分从界面返回原来的媒质,即反射光线,另一部分进入第二种媒质,改变原来的传播方向,即折射光线。一般情况下光在两种媒质界面上将同时发生反射和折射现象。根据能量守恒定律,入射光线的能量应等于反射光的能量和折射光的能量的和,当入射角增大时,反射光的能量增强,折射光的能量减弱，即当入射角增大到一定值（等于临界角时）时，折射光的能量减为零，反射光的能量等于入光的能量。这时就发生了全反射。2。由于光从光密介质进入光疏介质时，在介质表面同时发生反射和折射，且折射角总大于入射角，随入射角的不断增大，折射角必先达到90°，显然，这是理论上推证的一种必然结果，但事实上，折射光从强到弱，从有到无，经历了一个由渐变到突变的过程。折射角等于90°，只能说这是折射角增大的一个极限值，就整个动态过程而言，是一种比较特殊的光学现象，不同于普通的反射、折射现象。它的特殊性主要体现在，这种光现象，富含哲学原理，折射角随入射角增大，是量变的积累过程，折射光线完全消失，是一质的飞跃。笔者曾拜读过一篇文章，文中提出，入射角等于临界角时，折射光线并未完全消失，只是能量及其微弱观察不到罢了，此时的折射光线沿介质表面，且把这种现象叫做掠射。对此，我有不同的看法。因为，假如入射角等于临界角时，折射角等于90°，折射光线沿介质表面掠射，那么依照光路可逆性原理，当入射光线沿介质表面入射时，光线应能进入介质而发生折射，且此时的折射角应等于临界角。很显然这是绝对没有可能的，此时不会有折射现象发生的。因此，对全射概念的理解，不能仅限与课本的定义，必须要结合实际，用辨证的观点。