关于光的折射和反射,有一个众所周知的惠更斯原理。 它是基于传播介质的变化而引起波的折射和反射的重要原因。
一、惠更斯原理简述
惠更斯原理是指球面波面(面源)上的每一点都是二次球面波的子波源,子波的声速和频率等于中间波的声速和频率海浪。 波前的包络就是那一刻总涨落的波前。 也就是说,介质中任何一处的波动状态,都是由各处的波动决定的。
注意两个定义:任何由具有相同振动状态的点组成的平面称为波前,或简称为波前。 这些垂直于波面的线代表波的传播方向,称为波线。
需要指出的是,波面不一定是一个面,也可以是一簇线。
局限性:光的线性传播、反射、折射等可以用这个更好的解释。 而且,它无法解释绕射现象,会造成逆行波的存在,而逆行波实际上是不存在的。 只能说这是一个直观的猜想。
就惠更斯原理来说,你知道这么多就够了。
2.全反射
当光入射到光密介质到光疏介质的界面时,折射角小于入射角,即折射光远离法线。 当入射角减小到一定程度时,折射光消失,全部反射回原介质内部的现象称为全反射。
当入射角θ减小到一定情况时,折射线沿表面延伸,即折射角为90°,入射角C称为临界角。 当光从介质进入空气(真空)时,全反射的临界角C与介质的折射率n之间的定量关系为:sinC=1/n 从这个关系式可以看出,折射率越大介质的折射率越大,全反射的临界角越小。
关于全反射,我们需要把握两点。
一是只有当光从光密介质射入光疏介质时才会形成。
二是水底或玻璃杯中的气泡,看起来很亮,因为光线从水或玻璃射到气泡上时,部分光线在界面上发生全反射。
三是光纤的原理也是光在玻璃中全反射。 在一些光纤估算问题中,常常间接使用光程这个数学量。 虽然光程可以理解为光在真空中同一时间所经过的距离。 在数值上,光程等于介质的折射率除以光在介质中传播的距离。 我们假设光在真空中传播的距离为 t光的反射折射图片光的反射折射图片,即 S=ct,在折射率为 n 的介质中传播的距离为 s=vt,且 n=c/v。 所以 S=cs/v=ns。 记住这个推论,你会更容易处理一些问题。
如果从玻璃到空气的入射角小于临界角,光将被全反射,因此光在玻璃棒中沿曲折路径传播。 这就是光纤光导的原理。 1966年,33岁的亚裔科学家高功博士提出了一个理论:半径只有几微米的玻璃纤维可以作为光波导传输大量信息。
三、加一点
反射和折射不能用粒子性质来解释,应用经典粒子理论得到的折射率是不同的。 用经典的波动光学可以更好地解释它。 你只需要明白。
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