一、光的折射
1.概念
光从一种介质进入另一种介质时,传播方向发生改变的现象称为光的折射现象。
2.光的折射规律
①.入射光线:射向界面的光线。
②.折射光线:进入另一种介质的光线。
③.法线:与分界面垂直的虚线。
④.入射角:入射光线与法线的夹角。
⑤.折射角:折射光线与法线的夹角。
3.光的反射定律与光的折射规律对比
①.光的反射定律:反射光线和入射光线在同种介质中,反射角始终等于对应的入射角。
②.光的折射规律:折射光线和入射光线在不同介质中(或同种不均匀的介质中),折射角与对应的入射角一般不相等。
③.相同点:反射光线、折射光线与对应的入射光线、法线在同一平面内;反射光线、折射光线都与对应的入射光线分别位于法线两侧;反射角和折射角都随对应的入射角的变化而变化;光的反射光路和折射光路都是可逆的。
4.生活中光的折射现象
①.光的折射现象实例:光的折射会造成许多光学现象,如水底看起来比实际的浅;斜插入水中的筷子好像在水面处“折断”,向上弯折;玻璃砖下的尺子“错位”;鱼缸中的鱼看起来变大;海市蜃楼等。
②.举例分析光的折射现象:池水看起来会“变浅”,有经验的渔民都知道,在叉鱼时,只有瞄准鱼的下方,才能把鱼叉到。因此我们可以得出结论:从岸上看水里的物体和从水里看岸上的物体相同,都是看到物体升高了的虚像。
海市蜃楼
5.光的折射定律
折射光线与入射光线、法线处在同一平面内;折射光线和入射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
6.折射率
光从真空射入某种介质发生折射时,入射角的正弦与折射角的正弦之比,叫作这种介质的绝对折射率,简称折射率。表达式为:n=sini/sinγ。
①.折射率是表示光线从一种介质进入另一种介质时,发生偏折程度的物理量,与入射角i及折射角γ的大小无关。
②.折射率和光在介质中传播的速度有关,当c为真空中光速,v为介质中光速时n=c/v。式中c=3.0×108m/s,n为介质的折射率,总大于1,故光在介质中的传播速度必小于真空中的光速。
③.折射率是用光线从真空斜射入介质,入射角正弦与折射角正弦之比定义的,由于光路可逆,入射角、折射角随光路可逆而“换位”。因此,在应用时折射率可记忆为n=sin(真空角)/sin(介质角)。(真空角为真空中光线与法线的夹角,介质角为介质中光线与法线的夹角)
④.折射率大小不仅反映了介质对光的折射本领,也反映了光在介质中传播速度的大小v=c/n。
⑤.折射率的大小不仅与介质本身有关,还与折射光的频率有关。同一种介质,对频率大的光折射率大,对频率小的光折射率小。
⑥.同一种色光,在不同介质中,波速、波长不同,但频率不变。