奇妙的反射現(xiàn)象

大家見(jiàn)過(guò)光纖燈嗎（如圖1）？它不僅外觀美麗，而且蘊(yùn)含著豐富的物理學(xué)知識(shí)。今天，讓我們一起通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探索光在光纖中的傳播吧！

1. 準(zhǔn)備材料：激光燈、透明的容器（如量筒、水杯等）、水，如圖2。

2. 打開(kāi)激光燈，使光束以較小的角度射入水中，觀察光的傳播路徑，如圖3。

3.增大入射角，觀察光的傳播路徑，如圖4。

觀察圖3、圖4可以看出，當(dāng)入射角較小時(shí)，我們可以看到量筒右側(cè)空氣中的出射光。此時(shí)，只有部分光被反射回水中，大部分光經(jīng)折射再次回到空氣中。而當(dāng)入射角增大到一定程度后，我們?cè)诹客矁蓚?cè)的空氣中就觀察不到從水中射入空氣中的折射光了，光則全部被反射回量筒內(nèi)的水中，并在量筒壁上發(fā)生多次反射，亮度變化也很小。這是為什么呢？

光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象叫作光的折射。當(dāng)光由光密介質(zhì)斜射入光疏介質(zhì)時(shí)（在此實(shí)驗(yàn)中，水相對(duì)于空氣是光密介質(zhì)），折射角始終大于入射角，并且折射角會(huì)隨著入射角的增大而增大。那么，當(dāng)折射角增大到90°時(shí)，入射角繼續(xù)增大，會(huì)怎樣呢？這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)奇妙的全反射現(xiàn)象！

光的全反射現(xiàn)象在生活和生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。光纖通信就是其中之一，其優(yōu)點(diǎn)是容量大，衰減小，抗干擾性強(qiáng)。光纖是光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)寫(xiě)，是一種由玻璃或塑料制成的纖維，由纖芯、包層和涂覆層組成。如圖5所示，載有聲音、圖像以及各種數(shù)字信號(hào)的激光從光纖的一端斜射入纖維中后，會(huì)在纖芯和包層的分界面發(fā)生多次全反射，并向前傳播，從而不會(huì)使信號(hào)“溜”出光纖。

（作者單位：江蘇省徐州市開(kāi)發(fā)區(qū)中學(xué)）