標籤:物理 光學

當一束光線在一種介質斜射入另一種介質或在同一種不均勻介質中傳播時,方向發生偏折后形成的光線。

1生活現象

光的折射

  光的折射

取一個無色透明的酒瓶,直徑大約七厘米左右,盛滿清水,並且用瓶塞塞緊。再把一支手電筒平放在桌子上,讓它發出的光束沖著你。然後在你和手電筒之間放一摞書,書的高度大約五到六厘米。書和手電筒之間的距離大約十厘米左右。然後你象圖中畫的那樣彎下身子,使你的眼睛沿著書的上端水平望去,這時候書摞恰好擋住了手電筒射來的光。保持你的頭部不動,把已經準備好的水瓶橫放在書和手電筒之間。透過水瓶的頂部就會重新看到手電筒上發光的燈泡。這是因為水的折射使你覺得燈泡升高了。
折射光線
太陽距離地球大約一億五千萬公里。地球的外圍包圍著一層厚厚的大氣,當太陽光從真空進入大氣層的時候,就發生了折射,這和上述實驗很類似。大氣的折射可以把太陽抬高三十五分那麼大的角度。太陽的圓面對地球上的觀察者來說,張角恰好是三十五分,所以當你看到太陽圓面的下緣剛剛離開地平線的時候,實際上它的上緣還在地平線以下。
折射光線
人們常把光波比成水波,因為它們之間有很多相似的地方。下圖中我們把光波畫得象水波一樣,利用一些橫線表示光波在行進中的波紋。當光斜射入玻璃的時候,一個波紋的一邊先觸及到玻璃的表面,由於光在玻璃里比在空氣里前進速度慢,所以波紋的一邊就先慢下來了,這個波紋就彎了過來。等到這個波紋全部進入玻璃塊中以後,它就又沿著直線前進了。可以看出光線的彎曲只發生在經過界面的一瞬間。

2折射定律

光的折射定律
由荷蘭數學家斯涅爾發現,是在光的折射現象中,確定折射光線方向的定律。當光由第一媒質(折射率n1)射入第二媒質(折射率n2)時,在平滑界面上,部分光由第一媒質進入第二媒質后即發生折射。實驗指出:(1)折射光線位於入射光線和界面法線所決定的平面內;(2)折射線和入射線分別在法線的兩側;(3)入射角i的正弦和折射角i′的正弦的比值,對摺射率一定的兩種媒質來說是一個常數.
折射光線
淺顯的說,就是光由光速大的介質中進入光速小的介質中時,折射角小於入射角;從光速小的介質進入光速大的介質中時,折射角大於入射角。
此定律是幾何光學的基本實驗定律。它適用於均勻的各向同性的媒質。用來控制光路和用來成象的各種光學儀器,其光路結構原理主要是根據光的折射和反射定律。此定律也可根據光的波動概念導出,所以它也可應用於無線電波和聲波等的折射現象。
折射定律(law of refraction) 或斯涅爾定律(Snell's Law)
光線通過兩介質的界面折射時,確定入射光線與折射光線傳播方向間關係的定律,幾何光學基本定律之一。如圖,入射光線與通過入射點的界面法線所構成的平面稱為入射面,入射光線和折射光線與法線的夾角分別稱為入射角和折射角,以θi和θt表示。折射定律為:①折射光線在入射面內。②入射角和折射角的正弦之比為一常數,用n21表示,即
sinθi/sinθt=n21
sinθi/sinθt=v1/v2=n21
式中n21稱為第二介質對第一介質的相對摺射率。
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