為了探究光的反射和折射規(guī)律,小名設(shè)計(jì)并且進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn):把一束激光從某種玻璃中射向空氣,保持入射角不動(dòng),改變?nèi)肷浣牵看卧黾?°),觀察反射光線(xiàn)和折射光線(xiàn)的方向變化,并且記錄入射角α、反射角β、折射角γ.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中小名發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇特的現(xiàn)象:當(dāng)他把入射角增大到45°時(shí)發(fā)現(xiàn)折射光線(xiàn)突然消失了,把入射角減小為40°時(shí)折射光線(xiàn)又出現(xiàn)了.
他以為是實(shí)驗(yàn)儀器發(fā)生了什么問(wèn)題,經(jīng)檢查,儀器一切正常.又試了幾次,結(jié)果還是一樣,但又有了新發(fā)現(xiàn):當(dāng)折射光線(xiàn)消失后反射光線(xiàn)的亮度比有折射光線(xiàn)是時(shí)明顯增強(qiáng)了.這是怎么一回事呢?小名請(qǐng)教了物理教師.老師告訴他:光從玻璃,水等介質(zhì)射向空氣并且當(dāng)入射角大于某一個(gè)值時(shí)確實(shí)會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象,發(fā)生這種現(xiàn)象時(shí)的入射角叫做臨界角λ.聽(tīng)了老師的話(huà),小名產(chǎn)生了濃厚的興趣,他還想知道:這種玻璃的臨界角是多少呢?玻璃和水的臨界角相等嗎?于是他重新進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)(從40°開(kāi)始,入射角每次增加0.2°).下面是小名的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).
表1光從玻璃射向空氣時(shí)入射角與反射角、折射角的關(guān)系
表2光從水射向空氣時(shí)入射角與反射角、折射角的關(guān)系
仔細(xì)考查小名的探究過(guò)程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),回答下列問(wèn)題:
(1)請(qǐng)你針對(duì)“光從玻璃、水等介質(zhì)射向空氣并且當(dāng)入射角增大到某一個(gè)值時(shí)折射光線(xiàn)突然消失”這樣一個(gè)物理現(xiàn)象,給它一個(gè)合適的名稱(chēng).
(2)玻璃和水的臨界角分別是多少?
(3)為什么折射光線(xiàn)消失后反射光線(xiàn)的亮度會(huì)增加?
(4)如圖是一塊玻璃三棱鏡,一束光垂直于上述玻璃做的三棱鏡一個(gè)直角面射向三棱鏡,畫(huà)出這束入射光線(xiàn)的光路圖.這種情況下的三棱鏡相當(dāng)于什么光學(xué)器件?