十年磨剑穷文尽理今朝抒鸿鹄志,一旦试锋安国定邦他日成栋梁材。
临界角是光从光密介质射向光疏介质时,折射角达到90°的入射角。具体说明如下:
当光线以一定角度从光密介质(折射率较大)射入光疏介质(折射率较小)时,随着入射角的增大,折射角逐渐增大。当入射角达到某一特定值时,折射角变为90°,此时对应的入射角即为临界角。此时折射光线完全消失,发生全内反射现象。
数学表达
根据折射定律(n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂),当折射角θ₂=90°时,sinθ₂=1,因此临界角θc满足:
$$
theta_c = arcsinleft(frac{n_2}{n_1}right)
$$
其中n₁和n₂分别为光密介质和光疏介质的折射率。
特性与实例
- 不同介质的临界角不同:例如,光从水(n≈1.33)进入空气(n≈1.00)的临界角约为48.5°;从玻璃(n≈1.5)进入空气的临界角约为30°至42°。 - 临界角是全反射现象的必要条件:当入射角大于或等于临界角时,仅发生反射而无折射。
总结:
临界角是光密介质与光疏介质分界处,折射角达到90°的入射角,其大小由介质折射率决定,是理解全反射现象的核心物理量。