光的折射初步规律有以下几点:
1. 当光从空气斜射入水或玻璃等介质中时,折射角小于入射角。
2. 光的折射光路是可逆的,但折射光的传播速度比入射光慢。
3. 介质的密度越小,光从该介质射向空气(或真空)的折射角越大。比如在水中射向空气的折射角就比在空气中射向水的折射角大。
4. 当光线垂直入射到介质的分界面时,光的传播方向不会改变,但光的偏折角会改变。
以上是光的折射的一些基本规律,但需要注意的是,这些规律只是基础,在某些特定情况下,光的折射规律可能会有所不同。
题目:
在平静的湖面上,有一个点光源向湖面投射光线。光源距离湖面高度为h,湖水深度为d,光线在水面处发生折射,入射角为i,光线射到湖底并发生反射。求光线在湖面处的折射角θ和折射光线与入射光线的夹角Δθ。
解答:
根据光的折射定律,有:
n = 入射角 / 折射角
其中,n为折射率,入射角i已知,需要求出折射角θ。
由于湖底是反射点,因此反射光线与入射光线的夹角为2Δθ。
根据几何关系,有:
Δθ = 反射光线与入射光线之间的夹角 = 2 × 反射角的补角
其中,反射角是光源到湖面的角度。
根据光的反射定律,有:
反射角 = 90° - 入射角
带入上述公式,可得:
Δθ = 2 × (90° - θ)
又由于入射光线与法线之间的夹角为i,因此有:
折射光线与法线之间的夹角 = 入射光线与法线之间的夹角 - 折射角 = i - θ
带入上述公式,可得:
折射光线与入射光线的夹角Δθ = 2 × (90° - i) + 折射光线与法线之间的夹角
将湖水深度d、光源距离湖面高度h、入射角i代入上述公式,即可求出光线在湖面处的折射角θ和折射光线与入射光线的夹角Δθ。