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光的折射当光线从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生改变,这种现象叫做光的折射by引言光学现象折射现象光在传播过程中会发生多种现象光从一种介质斜射入另一种介质,如反射、折射、衍射等时,传播方向会发生改变,这种现象叫做光的折射日常生活中的折射光的折射现象在生活中随处可见,例如水中的筷子看起来弯折了,鱼儿看起来比实际位置更高等等实验水中看铅笔弯曲将一支铅笔斜斜地插入水中,从水面上方观察,会发现铅笔在水中的部分好像弯折了这种现象叫做光的折射折射的定义光线从一种透明介质进入另一种透明介质时光线偏离了原来传播方向光线传播方向发生改变这种现象称为光的折射折射定律入射角折射角12光线入射到分界面时的入射角光线折射后在另一介质中的传播方向与法线的夹角折射定律3入射角的正弦与折射角的正弦之比为定值,这个定值称为两种介质的折射率之比折射率的概念折射率的定义折射率的公式光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生改变,这种现n=c/v,其中n是介质的折射率,c是光在真空中的速度,v是光象叫做光的折射折射率是表示光在不同介质中传播速度变化程度在介质中的速度的物理量它是指光在真空中的速度与光在该介质中的速度之比折射率和物质密度的关系
1.
331.52水玻璃
1.
002.42空气钻石折射率与物质密度之间存在密切关系一般来说,物质密度越大,折射率也越大比如,钻石的密度比玻璃大,它的折射率也更高光在不同介质中的传播光速变化折射现象折射角光在不同介质中传播速度不同例如,光当光线从一种介质进入另一种介质时,由折射角的大小取决于入射角和两种介质的在真空中传播速度最快,在水中传播速度于传播速度的变化,光线会发生偏折,这折射率比在真空中慢,在玻璃中传播速度比在水就是折射现象中更慢全反射的条件入射角大于临界角光线从光密介质进入光疏介质全反射的应用光纤通信医疗诊断光学仪器光纤通信利用光在光纤中的全反射传输内窥镜利用光束在体内多次反射,用于望远镜、显微镜等光学仪器利用全反射信息,实现高速、高效、安全的通信观察人体内部器官,进行诊断和治疗原理提高成像质量,扩大观测范围光折射的应用透镜彩虹光纤透镜利用光折射原理,将光线汇聚或发散阳光通过雨滴折射和反射,形成彩虹光纤利用光的全反射原理,将光信号传输,用于望远镜、显微镜等光学仪器到远距离光折射的原理光的折射是光从一种介质进入另一种光的折射是由于光在不同介质中传播介质时,传播方向发生改变的现象速度不同引起的入射角和折射角的大小取决于两种介质的折射率光在平面界面上的折射光线方向1光线从一种介质进入另一种介质时,传播方向会发生改变折射角2折射光线与法线的夹角称为折射角入射角3入射光线与法线的夹角称为入射角垂直入射情况光线方向1垂直于界面折射角2等于入射角光线路径3不发生偏折斜入射情况光线偏折1光线从空气进入水中,不再沿直线传播,而是发生偏折入射角2入射光线与法线的夹角折射角3折射光线与法线的夹角折射角和入射角的关系入射角折射角关系光线从一种介质射入另一种介质时,折射光线与法线的夹角叫做折射角当光线从空气斜射入水中时,折射角入射光线与法线的夹角叫做入射角小于入射角当光线从水斜射入空气中时,折射角大于入射角临界角的概念1入射角增大2折射角等于90度当光线从光密介质射入光疏介当入射角增大到一定程度时,质时,折射角会随着入射角的折射角会达到90度,此时折射增大而增大光线沿界面传播临界角3使折射角等于90度的入射角称为临界角临界角是光线从光密介质进入光疏介质时发生全反射的临界条件临界角的计算临界角可以通过以下公式计算sinθc=n2/n1其中,θc是临界角,n1是第一种介质的折射率,n2是第二种介质的折射率全反射的条件入射角大于临界角光从光密介质射向光疏介质当光线从光密介质射向光疏介质时,如果入射角大于临界角,就光密介质是指光在其中传播速度会发生全反射较慢的介质,光疏介质是指光在其中传播速度较快的介质全反射的应用光纤通信医疗诊断光纤通信利用光在光纤中进行全反射传输信息,具有高速、低损内窥镜利用光纤传输光线进入人体内部,医生可观察人体器官内耗、抗干扰等优点,已成为现代通信的重要手段部情况,进行诊断和治疗在空气玻璃界面的折射-当光从空气中斜射入玻璃时,光线会向法线方向偏折,即折射角小于入射角这是因为光在玻璃中传播速度比在空气中慢,导致光线在界面处发生偏折在玻璃空气界面的折射-当光线从玻璃中斜射入空气时,折射角大于入射角,光线远离法线由于光速在空气中大于玻璃中,因此光线在空气中的速度比在玻璃中快这导致了光线在进入空气后,传播方向发生改变,远离法线在水空气界面的折射-光线从水中斜射入空气中时,会发生折射,折射光线远离法线,折射角大于入射角这是因为光在水中的传播速度比在空气中快,所以光线在进入空气时会改变方向,远离法线水中的物体在空气中看起来比实际位置浅,这是由于光线从水中斜射入空气中时发生了折射,折射光线远离法线,使观察者看到的光线偏离了实际方向,从而导致物体看起来比实际位置浅界面折射的规律总结光从光密介质进入光疏介质时,折射光从光疏介质进入光密介质时,折射角大于入射角,光线远离法线角小于入射角,光线靠近法线入射角为0°时,折射角也为0°,光线光在同种介质中传播时,光线沿直线不发生偏折传播光的色散光谱彩虹肥皂泡白光经过棱镜后,会分解成各种颜色的光雨后,阳光照射在空中水滴上,会发生色肥皂泡的薄膜会发生色散现象,呈现出绚,形成光谱散现象,形成彩虹丽的彩虹色大气折射的现象空气密度随高度变化,导致光线在不同高度发生折射,产生各种现象,如海市蜃楼光线在温度梯度大的空气中发生折射,形成虚像日出和日落时间提前光线穿过大气层时发生折射,使我们看到太阳的位置比实际位置略高星星闪烁光线穿过大气层时发生折射,由于空气密度不均匀,造成光线路径不断变化,导致星星闪烁总结光的折射现象折射定律全反射现象123光从一种介质斜射入另一种介质时折射光线、入射光线和法线在同一当光从光密介质斜射入光疏介质时,传播方向会发生改变,这种现象平面内;折射光线和入射光线分居,入射角大于临界角时,光线将全叫做光的折射法线两侧;入射角的正弦与折射角部反射回光密介质中,这种现象叫的正弦之比是一个常数做全反射习题本节课的习题将在课后布置,同学们请认真完成思考与拓展日常生活中的折射折射的应用光的色散观察身边的光的折射现象,思考它们的原列举一些利用光的折射原理的仪器和设备研究光的色散现象,并分析其形成原因理。
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