折射
概念
折射率
相对折射
折射的应用
目录
1摘要
2基本信息
3概念
4折射率
5相对折射
6全反射
7光的折射
8折射的应用
9透镜简介
10折射题型
11参考资料
光的折射:光从一种透明介质斜射入另一种透明介质时,传播方向通常会发生变化,这些现象叫光的折射。理解:光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处,只是反射光返回原介质中,而折射光则步入到另一种介质中,因为光在在两种不同的物质里传播速率不同,故在两种介质的交界处传播方向发生变化,这就是光的折射。注意:在两种介质的交界处,既发生折射,同时也发生反射。反射光光速与入射光相同,折射光光速与入射光不同。比如当一条木棍插在水上面时,单用肉眼看会以为木棍步入水底时折曲了,这是光步入水上面时,形成折射,才带来这些效果
基本信息
英文名
折射
别称
屈折
外文名
拼音
类型
光学名词
概念
折射(),亦称屈折,是一个光学名词,指光从一种介质步入另一种介质,或则在同一种介质中折射率不同的部份运行时,因为声速的差别,使光的运行方向改变的现象。比如当一条木棍插在水上面时,单用肉眼看会以为木棍步入水底时折曲了,这是光步入水上面时,形成折射,才带来这种疗效。[1]
折射率
英语名称:indexof;index[1]
定义:光从真空射入介质发生折射时,光在发生折射时入射角与折射角符合斯涅尔定理(Snell'sLaw)。入射角i与折射角r的余弦之比n称作介质的“绝对折射率”,简称“折射率”。
公式:n=sini/sinr,这条公式被称为斯涅尔公式。
说明:表示在两种介抽中光速比值的数学量。当光线从空气穿入紧密的介质(固体、水或任何液体)时,即改变它的进行方向。光线入射角的余弦与折射角的余弦比,或光线通过真空时与通过介质时的速率比,就是折射率。折射率随介质的性质和密度、光线的波长、温度而变化。介质的折射率通常都小于1。同一介质对不同波长的光,具有不同的折射率。可见光折射率一般随着波长的减少而减小,即绿光最小、紫光最大。除非常说明以外,某物体的折射率数值,是指对钠黄光(D线)说的。折射率的测定是在一定的湿度下(一般是20℃)在折射计中进行。在个别情况下,可以借助折射率的测定观察聚合反应的进程。在油漆工业中,介质和染料的折射率的差异,可用以决定油墨的遮盖力。在塑胶工业中,折射率和湿度的关系,可用以确定透明树脂的研究融化体温。在油脂和麻油工业中,从及晶体等中,折射率是一项重要的数学常数。[1]
相对折射
由法国物理家斯涅尔发觉,是在光的折射现象中,确定折射光线方向的定理。当光由第一媒质(折射率n1)射入第二媒质(折射率n2)时,在平滑界面上,部份光由第一媒质步入第二媒质后即发生折射。实验强调:(1)折射光线坐落入射光线和界面法线所决定的平面内;(2)折射线和入射线分别在法线的右侧;(3)入射角i的余弦和折射角i′的余弦的比值,对折射率一定的两种媒质来说是一个常数.[1]
通俗的说,就是光由光速大的介质中步入光速小的介质中时光的折射平行玻璃砖,折射角大于入射角;从光速小的介质步入光速大的介质中时,折射角小于入射角。此定理是几何光学的基本实验定理。它适用于均匀的各向同性的媒质。拿来控制光路和拿来成象的各类光学仪器,其光路结构原理主要是依据光的折射和反射定理。此定理也可依据光的波动概念导入,所以它也可应用于无线电波和声波等的折射现象。
折射定理()或斯涅尔定理(Snell'sLaw)
光线通过两介质的界面折射时,确定入射光线与折射光线传播方向间关系的定理,几何光学基本定理之一。入射光线与通过入射点的界面法线所构成的平面称为入射面,入射光线和折射光线与法线的倾角分别名为入射角和折射角,以θi和θt表示。折射定理为:①折射光线在入射面内。②入射角和折射角的余弦之比为一常数,用n21表示,即
sinθi/sinθt=n21
sinθi/sinθt=v1/v2=n21
式中n21称为第二介质对第一介质的相对折射率。
最早定量研究折射现象的是公元2世纪法国人C.托勒密,他测定了光从空气向水底折射时入射角与折射角的对应关系,尽管实验结果并不精确,但他是第一个通过实验定量研究折射规律的人。1621年,英国语文家W.斯涅耳通过实验精确确定了入射角与折射角的余割之比为一常数的规律,即
cscθi/cscθt=常数
故折射定理又称斯涅耳定理。1637年,英国人R.笛卡儿在《折光学》一书中首次公布了具有现代方式余弦之比的规律。与光的反射定理一样,最初由实验确定的折射定理可依照费马原理、惠更斯原理或光的电磁理论证明之。
上述光的折射定理只适用于由各向同性介质构成的静止界面。[1]
全反射
光由光密(即光在其中传播速率较小的)媒质射到光疏(即光在其中传播速率较大的)媒质的界面时,全部被反射回原媒质内的现象。[1]
当光射到两种介质界面,只形成反射而不形成折射的现象.当光由光密介质射向光疏介质时,折射角将小于入射角.当入射角减小到某一数值时,折射角将达到90°,这时在光疏介质上将不出现折射光线,只要入射角小于上述数值时,均不再存在折射现象,这就是全反射.所以形成全反射的条件是:①光必须由光密介质射向光疏介质.②入射角必须小于临界角.
临界角是折射角为90度时对应的入射角(只有光线从光密介质步入光疏介质且入射角小于临界角时光的折射平行玻璃砖,就会发生全反射)[1]
光的折射
光的折射规律:光从空气斜射入水或其他介质中时,折射光线与入射光线、法线在同一平面上,折射光线和入射光线分居法线一侧;折射角大于入射角;入射角减小时,折射角也随着减小;当光线垂直射向介质表面时,传播方向不变,在折射中光路可逆。
理解:折射规律分三点:(1)三线一面(2)两线分居(3)两角关系分三种情况:①入射光线垂直界面入射时,折射角等于入射角等于0°;②光从空气斜射入水等介质中时,折射角大于入射角;③光从水等介质斜射入空气中时,折射角小于入射角。[1]
折射的应用
人们借助折射原理发明了透镜透镜有凸透镜和凹透镜,细分又有双凸、平凸、凹凸、双凹、平凹、凸凹六种。[1]
中央部份比边沿部份厚的叫凸透镜,中央部份比边沿部份薄的叫凹透镜,凸透镜具有会聚光线的作用,所以也叫“会聚透镜”、“正透镜”(可用于散光与老花镜),凹透镜具有发散光线的作用,所以也叫“发散透镜”、“负透镜”(可用于散光墨镜)。
透镜是组成显微镜光学系统的最基本的光学器件,目镜、目镜及聚光镜等部件均由单个和多个透镜组成。
如,放大镜、望远镜、显微镜等
人们还将用光的全反射原理应用在了现代通信,发明了光纤
光纤上载的不是联通号,而是光讯号,这样促使讯号传输距离比在线缆上降低许多,节约了成本,扩大了带宽
光纤分为两层,外层与内层密度不一样,为形成全反射创造条件;这样,当光以一定角度入射时,按照全反射原理,可形成全反射,于是,光在光纤中前进所消耗的能量十分小,所以,光讯号在光纤中经过很长一段距离才须要用一个中继器强化硬度。[1]
透镜简介
透镜及分类[1]
透镜:透明物质制成(通常是玻璃),起码有一个表面是球面的一部份,且透镜长度远比其球面直径小的多。
分类:凸透镜:边沿薄,中央厚
凹透镜:边沿厚,中央薄
主光轴,光心、焦点、焦距
主光轴:通过两个球心的直线
光心:主光轴上有个特殊的点,通过它的光线传播方向不变。(透镜中心可觉得是光心)
焦点:凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点,这点叫透镜的焦点,用“F”表示
虚焦点:跟主光轴平行的光线经凹透镜后显得发散,发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点,这一点不是实际光线的会聚点,所以叫虚焦点。
焦距:焦点到光心的距离叫焦距,用“f”表示。
每位透镜都有两个焦点、焦距和一个光心。
凸透镜成像规律:实像物体同侧;虚像物体异侧;物远虚像小而近物近虚像大而远。
为了使幕上的像“正立”(朝上),幻kt板要倒着插。
拍照机的镜头相当于一个凸透镜,黑箱中的胶卷相当于光屏,我们调节变焦环,并非调焦距,而是调镜头到胶卷的距离,物离镜头越远,胶卷就应紧靠镜头
介质对光的折射率:[绝对折射率]
n=sini/sinr
它表示光在介质中传播时,介质对光的一种特点。
介质对介质的折射率:[相对折射率]
光从介质1射入介质2发生折射时,入射角θ1与折射角θ2的余弦之比n21称作介质2相对介质1的折射率,即“相对折射率”。为此,“绝对折射率”可以看作介质相对真空的折射率。
n'=sinθ1/sinθ2=n2/n1
它是表示在两种(各向同性)介质中光速比值的化学量。[1]
折射题型
1、下列例子中属于光的反射现象的是()[1]
A、在平淡的海边看见树的倒影B、白天浓密绿荫下有许多小方形光斑
C、夜晚,路灯下看见自己的影子D、圆形玻璃缸中的乌龟,看起来变大了
2.目前光污染越来越严重,白亮污染是普遍的一类光污染,建筑物的玻璃幕墙、釉面山墙、磨光花岗石和各类油墨都能引起白亮污染,产生白亮污染的主要缘由是因为()
A、光的反射B、光的折射C、光有能量D、光顺着直线传播
3.人站在直立的平面镜前,要看见自己的四肢像,镜长最少应是人臂展的()
A、1/3B、1/2C、1/4D、一样高
4.为了使和水平方向成50°角的阳光竖直射入井里,这么平面镜的反射面和水平面应成_____度角放置。
5.有一种液面微变监视器,基本结构原理如图所