光的折射三率不变的情况有:
1. 光线垂直入射到两种介质的分界面上时,折射角等于入射角,折射率不变。
2. 光从真空射入介质时,会发生折射,入射角为i,折射角为r,介质的折射率n=sin i/sin r。
此外,折射率还与光的颜色、波长等因素有关,但这些因素不变时,折射率也不变。
题目:光线从空气进入水中,折射角小于入射角,折射率n=1.33。请计算:
1. 当光线以45度入射角从空气进入水中时,折射角是多少?
2. 当光线以45度入射角从水中进入空气中时,折射角是多少?
3. 如果光线以相同的速度从空气进入水中,那么光线的传播速度会改变多少?
答案:
1. 根据光的折射定律,当光线以入射角i进入介质时,折射角r与折射率n的关系为:r = arcsin(nsin(i))。因此,当光线以45度入射角从空气进入水中时,折射角r = arcsin(1.33 sin(45°)) = 37.6°。
2. 当光线以45度入射角从水中进入空气中时,由于空气的折射率小于水,因此入射角和折射角都会减小。根据光的折射定律,入射角和折射角的比例不变,即入射角的余切值等于折射角的余切值的倒数。因此,当光线以45度入射角从水中进入空气中时,折射角r = arcsin(sin(45°)/n) = 22.6°。
3. 根据光的折射定律,光线的传播速度与介质中的折射率成反比。因此,当光线从空气进入水中时,光线的传播速度会减小。具体来说,光在空气中的传播速度为每秒299792公里,而在水中为每秒25307公里。因此,光在水中的传播速度是空气中传播速度的约0.78倍。所以光线的传播速度会改变约29%。
希望这个例子可以帮助你理解光的折射三率不变的概念。