
光线由光速小的媒质进入光速大的媒质的折射角为90°时的入射角,叫做临界角。其大小随物质的不同而改变,如水是48.5°,金刚石是23.7°。
临界角是物理学中的专业术语,指光线从光密介质(如玻璃、水)射向光疏介质(如空气)时,发生全反射现象的最小入射角。当入射角等于临界角时,折射角恰好为90°;若入射角大于临界角,则光线全部反射回原介质,不再折射。其数值由两种介质的折射率决定,计算公式为:
$$ sin C = frac{n_2}{n_1} $$
其中 ( C ) 为临界角,( n_1 ) 和 ( n_2 ) 分别为光密介质和光疏介质的折射率(( n_1 > n_2 ))。
参考资料(非链接引用):
临界角是光学中的重要概念,指光线从光密介质进入光疏介质时,折射角达到90°时的入射角,此时会发生全反射现象。以下是详细解释:
当光从光密介质(如玻璃、水)射向光疏介质(如空气)时,折射角会大于入射角。随着入射角增大,折射角逐渐接近90°。当折射角恰好等于90°时,对应的入射角即为临界角。此时折射光线沿两种介质的界面传播,若入射角超过临界角,光会完全反射回原介质,称为全反射。
临界角($c$)与介质的折射率($n$)相关,公式为: $$ c = arcsinleft(frac{n_2}{n_1}right) $$ 其中,$n_1$为光密介质的折射率,$n_2$为光疏介质的折射率。若光疏介质为空气($n_2 approx 1$),公式简化为: $$ c = arcsinleft(frac{1}{n}right) $$ ()
临界角是光纤通信、棱镜设计等技术的基础。例如,光纤通过全反射传输光信号,要求入射角必须大于临界角。
在流体力学中,“临界角”可能指液体与固体的接触角(网页),但物理光学中的定义与此不同,需注意语境差异。
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