光的物理公式包括以下几个主要公式:
1. 光在真空中的速度公式:c = λf = 3 × 10^8m/s。其中c是光速,λ是波长,f是频率。
2. 光的折射定律公式:n1sinA = n2sinB。其中n1和n2分别是两种介质的折射率,A和B分别是入射光线和折射光线与法线的夹角。
3. 光的反射定律公式:入射角i决定反射光线方向,反射角r等于入射角i。入射光线和反射光线的夹角为2i+r时,它等于入射角与反射光线夹角的两倍。
4. 斯涅尔折射定律公式:n = \frac{sin\alpha}{sin\beta},其中n是折射率,\alpha 和 \beta 分别是入射光线和折射光线与法线的夹角。
此外,还有光的干涉、衍射和偏振等公式。这些公式描述了光在不同介质间传播、反射、折射等现象,以及光的干涉、衍射、偏振等性质。
题目:一束光线从空气斜射入水中,请计算光在水和空气中的速度之比。
公式:n = (v_1 - v_2) / (v_2 - v_1)
其中,n 是折射率,v_1 和 v_2 分别是两种介质的折射率。在这个例子中,空气的折射率为 1,而水的折射率为 1.33。
解题过程:
设光在水中的速度为 v_water,在空气中的速度为 v_air。根据光的折射定律,我们可以得到:
n = (v_water - v_air) / (v_air - v_water)
由于光在真空中的速度是已知的(c = 299792458 m/s),我们可以使用这个公式来求解这个问题。
光在水中的速度为:v_water = c / n_water = c / 1.33 = ≈ 226,627 m/s
光在空气中的速度为:v_air = c / n_air = c / 1 = ≈ 300,000 m/s
所以,v_water / v_air = (226,627 m/s) / (300,000 m/s) = 0.7535
答案:光在水和空气中的速度之比为 0.7535。