双折射现象的电磁理论分析
晶体的双折射现象,是晶体在光学上的各向异性。晶体对不同方
向上的光振动表现出不同性质。本文从双折射的基本规律,基本理论
说起,接着介绍晶体中的单色平面电磁波的性质,最后从双折射和线
偏振的比较,说明各向异性晶体为什么会产生双折射，双折射的光为
什么都是线偏振光。
双折射现象的电磁理论分析
摘要：晶体的双折射现象，是晶体在光学上的各向异性。晶体对不同方向上的光振动表现出不同性质。本文从双折射的基本规律，基本理论说起，接着介绍晶体中的单色平面电磁波的性质，最后从双折射和线偏振的比较，说明各向异性晶体为什么会产生双折射，双折射的光为什么都是线偏振光。
关键词：电磁理论；各向异性晶体；双折射；线偏振
1引言
各向异性晶体(如冰洲石、云母等)的基本光学现象是双折射和线偏振，即一束入射光线一般会在各向异性晶体内产生两束折射光线，而且这两束折射光线都是线偏振光。光是电磁波，用电磁理论能够说明为什么会出现上述现象【1-3】，本文就试图用电磁理论分析上述两种现象。
2.光的双折射
2.1 双折射现象
取一块冰洲石（方解石的一种，化学成分是碳酸钙），放在一张有字的纸上，我们将会看到有双重的像。平常我们把一块玻璃放在一张带字的纸上只能看到一个像。从冰洲石上看但得像要比实际的物体浮起了一点，这是因为光的折射引起的，折射率越大浮起的高度越大。我们可以看到，在冰洲石内的两个像浮起的高度是不同的，这表明，光在这种晶体内成了两束，他们的折射率不同。这种现象叫做双折射【4】。
2.2 双折射的基本规律
2.2.1 o光和e光
如图2所示，让平行的自然光束正入射在冰洲石晶体的一个表面上，我们就会发现光束分解为两束。按照光的折射定律，正入射时光线不应该偏折。而上述的两束光的一束在晶体内沿原方向传播，另一束却偏离了原来的方向，后者显然是违反了普通的折射定律。进一步对各种入射方向进行研究，结果表明，晶体内的两条折射线中的一条总是符合普通的折射定律，另一条却总是违反它。所以晶体内的前一条叫
寻常光（简称o光），后一条折射线叫非常光（简称e光）【5】。应当注意，这里所谓的o光和e光，只在双折射晶体的内部才有意义，射出晶体以后，就无所谓了o光和e光。
(图2. o光和e光及其偏振状态的演示)
2.2.2 晶体的光轴
在冰洲石中存在着一特殊的方向，光线沿这个方向传播时o光和e光不分开，这个特殊的方向称为晶体的光轴为了说明光轴的方向我们稍详细的研究一下冰洲石的晶体。冰洲石是天然的晶体，如图3所示，它呈平行六面体状，每个表面都是平行四边形，它的一对锐角约为780，一对钝角约为1020。大家可以看出每三个表面汇合成一个顶点，在八个顶点中有彼此对着的两个顶点是由三个钝角面汇合而成的。通过这样的顶点并与三个界面成等角的直线方向，就是冰洲石晶体的光轴方向【6】。晶体中任何与上述直线平行的直线，都是光轴。光轴代表晶体中的一个特定方向。
2.2.3 主截面
光线沿某晶体的界面入射，此界面的法线与晶体的光轴组成平面，成为主截面。当入射线在主截面内，即入射面与主截面重合时，两折射线皆在入射面内。否则，非常光可能不在入射面内【7】。 2.3 晶体的各向异性
晶体的双折射现象，是晶体在光学上的各向异性，晶体对不同方向上的光振动表现出不同性质。从光的电磁理论观点来看，晶体的这种性质是光波电磁场与晶体相互作用的结果。晶体在光学上的各向异性，实质上是晶体与入射光电磁场相互作用的各向异性【8-9】。物质在外界电磁场作用下将发生极化，如物质结构本身呈现各向异性，则物质的极化也是各向异性的，总之，对于不同的外场方向，晶体中产生的附加电偶极矩是不同的，即极化与外场方向有关。
3理论基础
3.1 麦克斯韦方程组
光波是电磁波的一种．光波在物质中的传播过程可用麦克斯韦方程组和物质方程来描述。与自由电荷密度，自由电流密度j都无关，
所以描述光的麦克斯韦方程组为【10】：
光波能量的传播方向是沿着引起视觉效应或其他光化学效应的方向，对人的眼睛或感光仪器起作用的是电场强度矢量E【10】，所以光线方向实际上就是电场强度矢量E的传播方向。波矢k的方向代表波动的形式或者说振动相位的传播方向，它始终垂直于波阵面(即等相面)。由麦克斯韦方程式可看出介质中的电磁波不仅
包含电磁场的运动，还应包含束缚电子的运动，可以说这种电磁波的状态(相位)，应由D的状态来表示，所以波矢量k的方向实际上就是电位移矢量D的传播方向。
3.2 晶体中的介电张量和物质方程
在各向同性的线性介质中，电位移矢量D与电场强度矢量E之间是一简单的比例关系，此式表明在各向同性介质中，D与E 的方向总是一致的，D与E的关系被一线性方程组所反映这可用矩阵
表示出
其中个矩阵元构成了介质的介电张量，它反映了各向异性介质的电学性能。晶体中总存在3个互相正交的特殊方向(x，y，z)，使得介电张量“对角化”，即
这3个方向称为晶体的主轴方向，主轴方向由晶格的结构确定【11】。因此，用主轴坐标系，ε可以表示为
式(7)中称为主电容率。则是主轴坐标系的基矢．即ε是二阶对称张量，因此，对于各向异性晶体来说，在线性光学范围内，物质方程为：
式(8)中ε是电容率张量，是真空磁导率。
(7)(8)式表明，除3个主轴方向外，各向异性晶体内D与E不同向，这就是电的各向异性。 (8)式中，各向异性晶体的磁导率在可见光范围内等于真空磁导率由(8)(9)式可见，各向异性晶体的
基本光学现象来源于电的各向异性，而不是磁的各向异性。
对于某些特殊的介质，介电张量中可以有两个元素相等，如
则(6)式可表为
式中表示垂直于z轴的分量。这种介质有一个特殊的坐标方向（z轴)，单轴晶体就是这种介质，这个特殊的方向就是光轴。由(3)(4)式看出：在单轴晶体中若D只有则D与E 平行，这种情况与各向同性介质质相似。若D同时有两种分量，则D 与E不平行，呈现出各向异性介质的特点【12】。
3.3 电磁场的能量密度和能流密度
根据电磁场的能量守恒定律和麦克斯韦方程组，电磁场的能量密度w和能流密度S分别为
式(13)中u是电磁场能量流动的速度。电磁场的能量密度w是它的电场能量密度
4晶体中的单色平面电磁波
4.1 波动表达式
考虑在各向异性晶体中传播的最简单的光，单色平行光，它就是单色平面电磁波，其表达式为【13】：
4.2 磁场能量密度和电场能量密度
5各向异性晶体中光线速度方程
6各向异性晶体中的波面
设各向异性晶体内某一点O有一个点光源，在时刻开始向各个方向发射出光线，以O为原点，取主轴坐标系，则在t时刻，S方向上光线前端的坐标便为：
7双折射和线偏振
由于各向异性晶体中的波面都是双层曲面，根据惠更斯原理，每一层曲面都有它自己的包络面，所以便会有两个相应的新波面。因此，一束入射光线便会在各向异性晶体内产生两束折射光线，这就是双折射现象。由此可见，电磁理论从根本上说明了各向异性晶体的双折射现象。
8结论
通过以上的分析，我们得出结论：在各向异性晶体中传播的光都是线偏振光。在各向异性晶体中，沿任一方向一般都可以传播速度不同的两种线偏振光，并且这两种线偏振光的电场强度互相垂直。
④光的折射现象例子：海市蜃楼、筷子向上折断了、池水变“浅”了、放大镜、望远镜、显微镜、照相机、投影仪、近视眼镜、老花镜、斜插在水中的筷子在水中部分看起来向上弯；看见落到地平线下的太阳；叉鱼的时候瞄准鱼的下方。 6、（了解）若光是由较密的介质射入较疏的介质时呢？根据光路可逆的可逆性。画出下图 ①由疏到密②由密到疏③光路可逆 在实际的运用中，入射角和折射角究竟谁大，是非常容易出错的问题。可以不去记它，而记为“疏大密小”，即指在较疏的介质中，光线与法线的夹角较大，而在较密的介质中，光线与法线的夹角较小。 7、光的折射现象和应用 （1）生活中很多现象都与折射有关：水中鱼的位置看起来比实际的高一些；由于光的折射，池水看起来比实际的浅一些；透过厚玻璃看钢笔，笔杆好像错位了；从水下看岸上的物体，好像变高了。 （2）人们利用光的折射制成了三棱镜、还制成各种透镜来成像。 二、经典例题 例1如图所示，一束光线斜射入容器中，并在容器底部形成一光斑，这时向容器中逐渐加水，则光斑的位置将（） A、慢慢向右移动 B、慢慢向左移动 C、慢慢向水面移动 D、仍在原来位置不动 例2一束光线由空气斜射入水中，逐渐增大入射角，则折射角（） A、逐渐减小且总大于入射角 B、逐渐减小且总小于入射角 C、逐渐增大且总小于入射角 D、逐渐增大且总大于入射角 例3站立在游泳池旁看到池内的水深度要比实际的深度要________些，这是由于光在________上发生 _______现象的缘故。 例4在游泳池内潜水的泳者，看到水池旁的一根竖直标杆高度要比标杆的实
际高度（） A、高一些 B、低一些 C、一样高 D、二者皆可 例5如图，S为发光点，试作出三条射向水面的入射光线SO、SA和SB的折射光线和反射光线。 例6：一束光线在空气、玻璃两种物质的交界面上发生光的反射和折射，如图5—34所示.试在图中找出界面的位置；确定入射、反射、折射光线，并标出传播方向；标出入射角、反射角和折射角；指出哪一侧是空气，哪一侧是玻璃？ 思路导航：从图5—35中各线段的相对位置可以看出，由于BE⊥CG，则该两线中必有一条是法线，另一条是界面.又由于相邻的两个角∠AOG=∠FOG，则线CG必是法线（这是解此题的突破口）（根据反射定律中的反射角等于入射角），BE是界面。AO和OF必有一条是入射光线，另一条是反射光线，而OD一定是折射光线。根据折射光线与入射光线分居法线两侧，可确定AO是入射光线，OF是反射光线。∠AOG=60°是入射角，∠FOG=60°是反射角， ∠COD=90°-50°=40°是折射角。由于折射角小于入射角，故界面BE的左侧是空气，右侧是玻璃.光的传播方向如图5—35所示。 方法指导：这是一道反射定律和折射规律综合应用的题目.主要考查对上述两规律掌握的熟练程度及应用的灵活性.解答这类题目的技巧在于：（1）找到相互垂直的两条直线；（2）找到相邻且相等的两个角，由反射定律知，该两角的共用线必是界面的法线，与法线垂直的另一直线为界面；（3）应用光的折射规律，判断其他问题（如入射光线、反射光线、折射光线、介质分布等）.这是“由特殊到一般”的解决矛盾的方法在物理解题中的具体运用.（掌握知识的同时，学会解决问题的方法） 例7：如果你在池边沿斜线向水面下看去，看到水中有一条鱼.你所看到的鱼的位置比实际位置高还是低？假如鱼也看到了你，鱼所看到你的头的位置比实
一、选择题 1、（2012?莆田）蓝天上飘着白云，平静清澈的池塘中鱼在自由游动．人向池塘中看去，好像鱼在白云中游动．关于人观察到的鱼和白云，下列说法正确的是（） A．鱼是实物，白云是光的反射形成的虚像 B．鱼是实物，白云是光折射形成的虚像 C．鱼是光反射形成的虚像，白云是光折射形成的虚像 D．鱼是光折射形成的虚像，白云是光反射形成的虚像 2、如图所示，画中的人出现了错误的判断．以下四幅光路中，能正确说明产生这一现象的原因的是（） A．B．C．D． 2、如图所示的是光从水中斜射入空气中时入射光的光路情况，请在适当位置画出该入射光线对应的折射光线．由于光的折射现象，我们洗脸时，看盆内的水深比实际水深要浅（选填“深”或“浅”）一些． 3、光在水中的传播速度为空气中传播速度的3/4，光在玻璃中的传播速度为空气中传播速度的2/3，当光从空气中斜射入水中时，折射光线偏向法线；当光线从空气中斜射入玻璃中时，折射光线也偏向法线．你认为，当光线从水中斜射入玻璃中时，折射光线会 偏向（选填“偏离”或“偏向”）法线．你猜想的理由是当光从传播速度大的介质斜射进入传播速度小的介质中时折射光线偏向法线 4、在下面所示的四个情景中，属于光的折射现象的是（） A． 铅笔好像断了 B．水中倒影 C．小孔成像 D．小红照镜子 下列说法正确的是（） A．岸边景物在水中的倒影是光的折射形成的 B．雨后彩虹是由光的反射形成的 C．电影幕布选用粗糙布料，目的是让光发生漫反射 D．电影幕布选用粗糙布料，目的是让光发生镜面反射 作图题 如图所示点光源A发出的一条光线从空气斜射到空气和水的分界面上，在图中准确画出反射光线和大致画出折射光线的传播方向．实验探究题
八年级物理知识点光的折射透镜 一、光的折射 1、光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折。 2、光在同种介质中传播，当介质不均匀时，光的传播方向也会发生变化。 3、折射角：折射光线和法线间的夹角。 二、光的折射定律 1、在光的折射中，三线共面，法线居中。 2、光从空气斜射入水或其他介质时，折射光线向法线方向偏折；光从水或其它介质斜射入空气中时，折射光线偏离法线，折射角随入射角的增大而增大； 3、斜射时，总是空气中的角大；垂直入射时，折射角、反射角和入射角都等于0°,光的传播方向不改变 4、当光射到两介质的分界面时，反射、折射同时发生。 5、光的折射中光路可逆。 三、光的折射现象及其应用 1、生活中与光的折射有关的例子：水中的鱼的位置看起来比实际位置浅（高）一些（鱼实际在看到位置的后下方）；由于光的折射，池水看起来比实际的浅一些；水中的人看岸上的景物的位置比实际位置高些；夏天看到天上的星斗的位置比星斗实际位置高些；透过厚玻璃看钢笔，笔杆好像错位了；斜放在水中的筷子好像向上弯折了；（要求会作光路图） 2、人们利用光的折射看见水中物体的像是虚像（折射光线反向延长线的交点） 四、透镜：至少有一个面是球面的一部分的透明元件（要求会辨认） 1、凸透镜、中间厚、边缘薄的透镜，如：远视镜片，照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等等； 2、凹透镜、中间薄、边缘厚的透镜，如：近视镜片，门上的猫眼； 二、基本概念： 1、主光轴：过透镜两个球面球心的直线，用CC /表示； 2、光心：通常位于透镜的几何中心；用“O”表示。 3、焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜后会聚于主光轴上一点，这点叫焦点；用“F”表示。 4、焦距：焦点到光心的距离（通常由于透镜较厚，焦点到透镜的距离约等于焦距）焦距用“f”表示。如下图： 注意：凸透镜和凹透镜都各有两个焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点；
高考物理光学知识点之几何光学易错题汇编及答案 一、选择题 1．下列说法正确的是（） A．麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在 B．光导纤维传送图象信息利用了光的衍射原理 C．光的偏振现象说明光是纵波 D．微波能使食物中的水分子热运动加剧从而实现加热的目的 2．如图所示，一束光由空气射入某种介质，该介质的折射率等于 A．sin50 sin55 ? ? B．sin55 sin50 ? ? C．sin40 sin35 ? ? D．sin35 sin40 ? ? 3．题图是一个1 4 圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线 EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON，ON边可吸收到达其上的所有光线．已知该棱镜的折 射率n=5 3 ，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线 A．不能从圆孤射出B．只能从圆孤射出C．能从圆孤射出D．能从圆孤射出
4．如图所示，一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光。比较a、b、c三束光，可知() A．当它们在真空中传播时，a光的速度最大 B．当它们在玻璃中传播时，c光的速度最大 C．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大 D．若它们都能使某种金属产生光电效应，c光照射出的光电子最大初动能最大 5．如图所示，口径较大、充满水的薄壁圆柱形浅玻璃缸底有一发光小球，则（） A．小球必须位于缸底中心才能从侧面看到小球 B．小球所发的光能从水面任何区域射出 C．小球所发的光从水中进入空气后频率变大 D．小球所发的光从水中进入空气后传播速度变大 6．一细光束由a、b两种单色光混合而成，当它由真空射入水中时，经水面折射后的光路如图所示，则以下看法正确的是 A．a光在水中传播速度比b光小 B．b光的光子能量较大 C．当该两种单色光由水中射向空气时，a光发生全反射的临界角较大 D．用a光和b光在同一装置上做双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距7．一束单色光由玻璃斜射向空气，下列说法正确的是 A．波长一定变长 B．频率一定变小 C．传播速度一定变小 D．一定发生全反射现象 8．如图所示，黄光和紫光以不同的角度，沿半径方向射向半圆形透明的圆心O，它们的出射光线沿OP方向，则下列说法中正确的是（）
4.4 光的折射 知识点一：光的折射 1、光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光的折射。 2、理解：光的折射与光的反射都是发生在两种介质的交界处，反射光返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中，由于光在两种不同的物质里传播速度不同，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。 3、注意：在两种介质的交界处，既能发生折射，同时也能发生反射。 知识点二：光的折射规律 光的折射规律：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两侧。 1、光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角（折射光线向法线偏折）； 2、光从水或其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角； 3、入射角增大时，折射角也随着增大； 4、当光线垂直射向介质表面时，传播方向不变。 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，折射角小于入射角； ③光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。 注意：在光的折射中光路是可逆的。在利用光的折射定律解决实际问题时，应注意我们看到的物体是该物体发出或反射的光线进入我们的眼睛，而不是光线由眼睛发射的，不要搞错方向。 现象：折射使池水“变浅”，筷子“弯折”、水中人看岸上树“变高”。 知识点三：光路图： 作光路图注意事项： (1).要借助工具作图；(2)是实际光线画实线，不是实际光线画虚线；(3)光线要带箭头，光线与光线之间要连接好，不要断开； (4)作光的反射或折射光路图时，应先在入射点作出法线(虚线)，然后根据反射角与入射角或折射角与入射角的关系作出光线；(5)光发生折射时，处于空气中的那个角较大；(6)平行主光轴的光线经凹透镜发散后的光线的反向延长线一定相交在虚焦点上；(7)平面镜成像时，反射光线的反向延长线一定经过镜后的像；(8)画透镜时，一定要在透镜内画上斜线作阴影表示实心。
初二物理晚辅专题光的折射 一、知识点回顾 1、光的折射：光从一种介质入另一种介质中时，传播方向会发生偏折，这种现象叫光的折射。 2、光的折射规律: （1）折射光线、入射光线、法线在； （2）折射光线、入射光线分居两侧； （3）光从空气斜射入另一种介质中时，折射光线向（“靠近、远离”）法线偏折，即折射角（“大于、小于”）入射角；当入射角增大时，折射角；当光从一种介质垂直射入另一种介质时，传播方向，此时折射角、入射角都等于。（4）在光的折射现象中，光路是的。 3、光的折射现象： （1）从岸上看水里的物体感觉变（“深、浅”) （2）从水里看岸上的物体感觉变（“高、低”） （3）斜插在水里的筷子在水面处“弯折” （4）海市蜃楼、光的色散、凸透镜成像 二、针对性练习 1、一束光从空气中射向某一透明介质时发生反射和折射现象，入射光与分界面的夹角为300，若折射光线和反射光线垂直，则反射光线与入射光线的夹角为________，折射角为______。
2.如图所示，光在空气和水的分界面上发生反射和折射现象，其中____是法线，是界 面，__________是入射光线，__________是反射光线，__________是折射光线，________ 是入射角，__________是折射角，__________是水。 3.小明通过实验研究光从水中射入空气中的现象，如图是他根据实验现象画的光路图，改变入射角的大小，他发现空气中的折射光线与法线的夹角随入射角的增大而增大。你猜想，当入射角增大到一定程度时，会出现的现象是，你猜想的依据是。 4.小敏学习了“光的折射”后，想知道光进入不同介质时，弯曲程度是否相同(折射角是否 相等)，如不同，弯曲程度与什么因素有关。 老师帮她设计了下面的实验： 用一厚玻璃缸盛一定量的水，让一激光手电筒射出的光束从空气中斜射入水中，从水中再进 入玻璃，然后再进入空气中，其光路图如图2-4-12所示。小敏还上网查出了一些介质的其 他参数，如下表： 图2-4-12
第二章 光现象知识点总结 光源可分为天然光源（水母、太阳），人造光源（灯泡、火把） 月亮、钻石、镜子、影幕不是光源。 光在同种均匀介质中沿直线传播; 光的直线传播的应用: （1）小孔成像：像的形状与小孔的形状无关，像是倒立的实像（树阴下的光斑是太阳 的像） ① 小孔成像的条件：孔的大小必须 远远小于孔到发光的距 离及孔到光屏的距离。 ② 像的大小与发光体到孔的距离和像到孔的距离有关, 发光体到小孔的距离不变，光屏远离小孔，实像增大；光凭靠近小孔，实像减 小; 光屏到小孔的距离不变，发光体远离小孔，实像减小；发光体靠近小孔，实像增 大。 实像：由实际光线会聚而成的像。 （2）取得直线：激光准直（挖隧道定向）；整队集合；射击瞄准; 3、光线：常用一条带有箭头的直线表示光的 径迹和方向；光线并不是真实存在的，而 是为了研究方便，假想的理想模型。 4、所有的光路都是可逆的，包括直线传播、反射、折射等。 5、真空中光速是宇宙中最快的速度； c=3 X 10 8m/s =3 X 105 Km/s: 6、光年：是光在一年中传播的 距离，光年是 长度单位;2.1 光的传播 1、 光源：能发光的物体叫做光源。 （3）限制视线：坐井观天、一叶障目; （4）影的形成：影子：日食、月食（要求会作图） 日食：太阳月球地球; 月食：月球太阳地球
声音在固体中传播得最快，液体中次之，气体中最慢，真空中不传 播； 光在真空中传播的最快，空气中次之，透明液体、固体中最慢 （二者刚好相反）。光在水中的速度约为真空中的3/4 ;光在玻璃中的速 度约为真空中的2/3。 光速远远大于声速（如先看见闪电再听见雷声；在跑100m时，声音传播时间不能忽略不计，但光传播时间可忽略不计）。 练习：☆为什么在有雾的天气里，可以看到从汽车头灯射出的光束是直的? 答：光在空气中是沿直线传播的。光在传播过程中，部分光遇到雾发生漫反射，射入 人眼，人能看到光的直线传播。 ☆早晨，看到刚从地平线升起的太阳的位置比实际位置 该现象说明：光在非均匀介质中不是沿直线传播的。 2.4光的折射 ㈠、光的折射1、光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折。
双折射原理及应用 双折射（birefringence ）是光束入射到各向异性的晶体，分解为两束光而沿不同方向折射的现象。它们为振动方向互相垂直的线偏振光。当光射入各向异性晶体（如方解石晶体）后，可以观察到有两束折射光，这种现象称为光的双折射现象。两束折射线中的一束始终遵守折射定律这一束折射光称为寻常光，通常用o表示，简称o光；另一束折射光不遵守普通的折射定律这束光通常称为非常光，用e表示，简称e光。晶体内存在着一个特殊方向，光沿这个方向传播时不产生双折射，即o光和e光重合，在该方向o光和e光的折射率相等，光的传播速度相等。这个特殊的方向称为晶体的光轴。光轴”不是指一条直线，而是强调其“方向”。晶体中某条光线与晶体的光轴所组成的平面称为该光线的主平面。o光的主平面，e光的光振动在e光的主平面内。 如何解释双折射呢？惠更斯有这样的解释。1寻常光（o光） 和非常光（e光）一束光线进入方解石晶体（碳酸钙的天然晶体）后，分裂成两束光能，它们沿不同方向折射，这现象称为双折射，这是由晶体的各向异性造成的。除立方系晶体（例如岩盐）外，光线进入一般晶体时，都将产生双折射现象。显然，晶体愈厚，射出的光束分得愈开。当改变入射角i时，o光恒遵守通常的折射定律，e光不符合折射定律。2.光轴及主平面。改变入射光的方向时，我们将发现，在方解石这类晶体内部有一确定的方向，光沿这个方向传播时，寻常光和非常光不再分开，不产生双折现象，这一方向称为晶体的光轴。 天然的方解石晶体，是六面棱体，有八个顶点，其中有两个特殊的顶点A和D,相交于A D两点的棱边之间的夹角，各为102°的钝角.它的光轴方向可以这样来
课题光的折射 教学目标了解光的折射现象；知道光在发生折射时，知道折射定律，知道光路是可逆的；能够利用所学知识解释生活中的折射现象； 重点、难点光的折射定律；光在实际生活中的应用； 教学内容 一、知识点梳理复习 1、光的折射：光从一种介质射入另一种介质时，传播方向会发生偏折，这种现象就做光的折射。注：光在同种介质中传播，当介质不均匀时，光的传播方向也会发生偏折。 2、折射角：折射光线与法线之间的夹角。 3、折射定律： ①折射光线、入射光线和法线在同一平面内； ②折射光线和入射光线分居在法线两侧； ③折射角随着入射角的增大而增大，随着入射角的减小而减小； ④在折射中光路也是可逆的。 注：右图中光线从一种介质“空气”射入另一种介质“水”中时发生了折射现象，这个过程其实还有一部分光线被水平面反射回去，这里没有画出反射线。折射中光路可逆的意思是：如果有一道光上图水中按折射光线向空气中照射，那么这道光会按上图的入射光线发生折射，也就是光的路可以互相逆转。 4、光折射中，我们要注意以下几点： ①光能射入某种介质，则这种介质一定是透明的。否则光只会被反射。 ②在两种介质的交界面上，如果是透明的介质交界面会发生两种光现象：折射和反射。如果介质不是透明的，比如钢板等等，就只会发生“反射”。 ③光的传播方向一般会发生变化，但特殊情况下，光垂直入射时，传播方向将不变化，也就是说，折射不一定都“折”。 ④当介质不均匀时，光的传播方向也会发生改变，也就是说光在同种介质中船时，如果介质不均匀也会发生折射。 5、光的折射规律： ①光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线偏折，入射角大于折射角；
物理讲义复习提纲（3. 4光的折射） 1、光的折射：光从一种介质射入另一种介质时，传播方向会发生偏折，这种现象就做光的折射。 注：光在同种介质中传播，当介质不均匀时，光的传播方向也会发生偏折。 2、折射角（入射角）：折射（入射）光线与法线之间的夹角。 3、折射定律： ①折射光线、入射光线和法线在同一平面内； ②折射光线和入射光线分居在法线两侧； ③折射角随着入射角的增大而增大，随着入射角的减小而减小； ④在折射中光路也是可 逆的。 分界面 注：右图中光线从一种介质“空气”射入另一种介
质“水”中时发生了折射现象，这个过程其实还有一部分光线被水平面反射回去，这里没有画出反射线。折射中光路可逆的意思是：如果有一道光上图水中按折射光线向空气中照射，那么这道光会按上图的入射光线发生折射，也就是光的路可以互相逆转。 4、光折射中，我们要注意以下几点： ①光能射入某种介质，则这种介质一定是透明的。否则光只会被反射。 ②在两种介质的交界面上，如果是透明的介质交界面会发生两种光现象：折射和反射。如果介质不是透明的，比如钢板等等，就只会发生“反射”。③光的传播方向一般会发生变化，但特殊情况下，光垂直入射时，传播 方向将不变化，也就是说，折射不一定都“折”。 5、光的折射规律： ①光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线偏折，入射角大于折射角；②光从其他介质斜射入空气中时，折射光线远离法线偏折，折射角大于入射角；③光垂直界面射入时，传播方向不改变；此时入射角等于折射角等于0。④光的折射现象例子：海市蜃楼、筷子向上折断了、池水变“浅”了、放大镜、望远镜、显微镜、照相机、投影仪、近视眼镜、老花镜、斜插在水中的筷子在水中部分看起来向上弯；看见落到地平线下的太阳；叉鱼的时候瞄准鱼的下方。
初二物理光的折射知识 点总结 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
初二物理光的折射知识点总结 1、光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫光的折射 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，而折射光则进入到另一种介质中，由于光在在两种不同的物质里传播速度不同，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 2、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两侧；折射角小于入射角；入射角增大时，折射角也随着增大；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，折射角小于入射角；③光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角 3、在光的折射中光路是可逆的 4、透镜及分类 透镜：透明物质制成（一般是玻璃），至少有一个表面是球面的一部分，且透镜厚度远比其球面半径小的多。 分类：凸透镜：边缘薄，中央厚 凹透镜：边缘厚，中央薄
5、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。（透镜中心可认为是光心） 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变得发散，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。 每个透镜都有两个焦点、焦距和一个光心。 6、透镜对光的作用 凸透镜：对光起会聚作用（如图） 凹透镜：对光起发散作用（如图） 7、凸透镜成像规律 物距成像大小像的虚实像物位置像距应用（u） ( v ) u > 2f 缩小实像透镜两侧 f < v <2f 照相机 u = 2f 等大实像透镜两侧 v = 2f f < u <2f 放大实像透镜两侧 v > 2f 幻灯机 u = f 不成像
实用标准文案 初二物理晚辅专题光的折射 一、知识点回顾 1、光的折射：光从一种介质入另一种介质中时，传播方向会发生偏折，这种现象叫光的折射。 2、光的折射规律 : （1）折射光线、入射光线、法线在； （2）折射光线、入射光线分居两侧； （3）光从空气斜射入另一种介质中时，折射光线向（“靠近、远离” ）法线偏折， 即折射角（“大于、小于” ）入射角；当入射角增大时，折射角；当光从一 种 介质垂直射入另一种介质时，传播方向，此时折射角、入射角都等 于。 （4）在光的折射现象中，光路是的。 3、光的折射现象： （ 1）从岸上看水里的物体感觉变（“深、浅” ) （ 2）从水里看岸上的物体感觉变（“高、低”） （3）斜插在水里的筷子在水面处“弯折” （4）海市蜃楼、光的色散、凸透镜成像 二、针对性练习 1、一束光从空气中射向某一透明介质时发生反射和折射现象，入射光与分界面的夹角为300，若折射光线和反射光线垂直，则反射光线与入射光线的夹角为________，折射角为 ______。 精彩文档
2. 如图所示，光在空气和水的分界面上发生反射和折射现象，其中____是法线，是界面， __________是入射光线，__________ 是反射光线，__________ 是折射光线，________ 是入射角， __________ 是折射角， __________是水。 3.小明通过实验研究光从水中射入空气中的现象，如图是他根据实验现象画的光路图， 改变入射角的大小，他发现空气中的折射光线与法线的夹角随入射角的增大而增大。 你猜想， 当入射角增大到一定程度时，会出现的现象是，你猜想的依据是。 4. 小敏学习了“光的折射”后，想知道光进入不同介质时，弯曲程度是否相同( 折射角是否相等 ) ，如不同，弯曲程度与什么因素有关。 老师帮她设计了下面的实验： 用一厚玻璃缸盛一定量的水，让一激光手电筒射出的光束从空气中斜射入水中，从水中再进 入玻璃，然后再进入空气中，其光路图如图 2-4-12 所示。小敏还上网查出了一些介质的 其他参数，如下表： 图 2-4-12 物质空气水玻璃植物油密度（ kg/m3） 1.29 1000 900 速度（ m/s ）3× 108 2.25 × 1082× 108 精彩文档
高考物理光学知识点之几何光学基础测试题及答案(6) 一、选择题 1．如果把光导纤维聚成束，使纤维在两端排列的相对位置一样，图像就可以从一端传到另一端，如图所示．在医学上，光导纤维可以制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等器官的内部．内窥镜有两组光导纤维，一组用来把光输送到人体内部，另一组用来进行观察．光在光导纤维中的传输利用了( ) A．光的全反射B．光的衍射 C．光的干涉D．光的折射 2．一束光线从空气射向折射率为1.5的玻璃内，人射角为45o下面光路图中正确的是A． B． C． D． 3．如图所示的四种情景中，属于光的折射的是（）． A．B． C．D． 4．一细光束由a、b两种单色光混合而成，当它由真空射入水中时，经水面折射后的光路
如图所示，则以下看法正确的是 A．a光在水中传播速度比b光小 B．b光的光子能量较大 C．当该两种单色光由水中射向空气时，a光发生全反射的临界角较大 D．用a光和b光在同一装置上做双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距5．一束单色光由玻璃斜射向空气，下列说法正确的是 A．波长一定变长 B．频率一定变小 C．传播速度一定变小 D．一定发生全反射现象 6．如图所示，黄光和紫光以不同的角度，沿半径方向射向半圆形透明的圆心O，它们的出射光线沿OP方向，则下列说法中正确的是（） A．AO是黄光，穿过玻璃砖所需时间短 B．AO是紫光，穿过玻璃砖所需时间短 C．AO是黄光，穿过玻璃砖所需时间长 D．AO是紫光，穿过玻璃砖所需时间长 7．如图所示，O1O2是半圆柱形玻璃体的对称面和纸面的交线，A、B是关于O1O2轴等距且平行的两束不同单色细光束，从玻璃体右方射出后的光路如图所示，MN是垂直于O1O2放置的光屏，沿O1O2方向不断左右移动光屏，可在屏上得到一个光斑P,根据该光路图，下列说法正确的是（） A．在该玻璃体中，A光比B光的运动时间长 B．光电效应实验时，用A光比B光更容易发生 C．A光的频率比B光的频率高 D．用同一装置做双缝干涉实验时A光产生的条纹间距比B光的大 8．图1、2是利用a、b两种单色光分别通过同一双缝干涉装置得到的干涉图样．下列关于
第二章光现象知识点总结 2.1光的传播 1、光源：能发光的物体叫做光源。 光源可分为天然光源（水母、太阳），人造光源（灯泡、火把）; 月亮、钻石、镜子、影幕不是光源。 2、光在同种均匀介质中沿直线传播； 光的直线传播的应用： （1）小孔成像：像的形状与小孔的形状无关，像是倒立的实像（树阴下的光斑是太阳的像） ①小孔成像的条件：孔的大小必须远远小于孔到发光的距离及孔到光屏的距离。 ②像的大小与发光体到孔的距离和像到孔的距离有关， 发光体到小孔的距离不变，光屏远离小孔，实像增大；光凭靠近小孔，实像减小； 光屏到小孔的距离不变，发光体远离小孔，实像减小；发光体靠近小孔，实像增大。 实像：由实际光线会聚而成的像。 （2）取得直线：激光准直（挖隧道定向）；整队集合；射击瞄准； （4）影的形成：影子；日食、月食（要求会作图） 日食：太阳月球地球；月食：月球太阳地球 3、光线：常用一条带有箭头的直线表示光的径迹和方向；光线并不是真实存在的，而是为了研究方便，假想的理想模型。 4、所有的光路都是可逆的，包括直线传播、反射、折射等。 5、真空中光速是宇宙中最快的速度；c=3×108m/s=3×105 Km/s; 6、光年：是光在一年中传播的距离，光年是长度单位； 声音在固体中传播得最快，液体中次之，气体中最慢，真空中不传播； 光在真空中传播的最快，空气中次之，透明液体、固体中最慢（二者刚好相反）。光 在水中的速度约为真空中的3/4；光在玻璃中的速度约为真空中的2/3。
光速远远大于声速（如先看见闪电再听见雷声；在跑100m时， 声音传播时间不能忽略不计，但光传播时间可忽略不计）。 练习：☆为什么在有雾的天气里，可以看到从汽车头灯射出的光 束是直的？ 答：光在空气中是沿直线传播的。光在传播过程中，部分光遇到雾发生漫反射，射入人眼，人能看到光的直线传播。 ☆早晨，看到刚从地平线升起的太阳的位置比实际位置高， 该现象说明：光在非均匀介质中不是沿直线传播的。 2.4光的折射 ㈠、光的折射 1、光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折。 2、光在同种不均匀的介质中传播时，光的传播方向也会发生偏折。（海市蜃楼） 3、折射角：折射光线和法线间的夹角。 ㈡、光的折射定律（看笔记） 1、在光的折射中，三线共面，法线居中。
六、光的折射 1、光的折射 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫光的折射 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，而折射光则进入到另一种介质中， 注意：在两种介质的交界处，既发生折射，同时也发生反射 2、光的折射规律分三点： （1）三线一面（折射光线与入射光线、法线在同一平面上） （2）两线分居（折射光线和入射光线分居法线两侧） （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，折射角小于入射角；③光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角（归纳为：斜入射，密度大的一边角度总是小的） 3、在光的折射中光路是可逆的 4、透镜及分类 透镜：透明物质制成，至少有一个表面是球面的一部分， 分类：凸透镜：边缘薄，中央厚（如远视镜老花镜） 凹透镜：边缘厚，中央薄（如近视镜） 5透镜对光的作用 凸透镜：对光起会聚作用凹透镜：对光起发散作用 6、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。（透镜中心可认为是光心）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”示 虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，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“表示。 每个透镜都有两个焦点、焦距和一个光心。如图
2F F | F 2F 7、凸透镜成像规律 凸透镜成像规律口决记忆法 口决一： 一焦分虚实，二焦分大小；虚像同侧正；实像异侧倒，物运像变小” 口决二： 三物距、三界限，成像随着物距变；物远实像小而近，物近实像大而远。如果物放焦点内，正立放大虚像现；幻灯放像像好大，物处一焦二焦间；相机缩你小不点，物处二倍焦距远。 口决三： 凸透镜，本领大，照相、幻灯和放大； 二倍焦外倒实小，二倍焦内倒实大； 若是物放焦点内，像物同侧虚像大； 一条规律记在心，物近像远像变大。 8、为了使幕上的像正立”（朝上），幻灯片要倒着插。 9、照相机的镜头相当于一个凸透镜，暗箱中的胶片相当于光屏，我们调节调焦环，并非调焦距, 而是调镜头到胶片的距离，物离镜头越远，胶片就应靠近镜头。
初二物理光的折射知识点 望远镜能使远处的物体在近处成像，其中伽利略望远镜目镜是凹透镜，物镜是凸透镜;开普勒望远镜目镜物镜都是凸透镜。接下来小编整理了初二物理学习相关内容，希望能帮助到您。初二物理光的折射知识点 1.光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般发生变化的现象。 2.光的折射规律：光从空气斜射入水或其他介质，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两侧，折射角小于入射角;入射角增大时，折射角也随着增大;当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变。(折射光路也是可逆的) 3.凸透镜：中间厚边缘薄的透镜，它对光线有会聚作用，所以也叫会聚透镜。 4.凸透镜成像：(1)物体在二倍焦距以外(u2f)，成倒立、缩小的实像(像距：f (2)物体在焦距和二倍焦距之间(f2f)。如幻灯机。(3)物体在焦距之内(u 5. 作光路图注意事项：(1).要借助工具作图;(2)是实际光线画实线，不是实际光线画虚线;(3)光线要带箭头，光线与光线之间要连接好，不要断开;(4)作光的反射或折射光路图时，应先在入射点作出法线(虚线)，然后根据反射角与入射角或折射角与入射角的关系作出光线;(5)光发生折射时，处于空气中的那个角较大;(6)平行主光轴的光线经凹透镜发散后的光线的反向延长线一定相交在虚焦点上;(7)平面镜成像时，反射光线的反向延长线一定经过镜后的像;(8)画透镜时，一定要在透镜内画上斜线作阴影表示实心。 6.人的眼睛像一架神奇的照相机，
晶状体相当于照相机的镜头(凸透镜)，视网膜相当于照相机内的胶片。 7.近视眼看不清远处的景物，需要配戴凹透镜;远视眼看不清近处的景物，需要配戴凸透镜。8.望远镜能使远处的物体在近处成像，其中伽利略望远镜目镜是凹透镜，物镜是凸透镜;开普勒望远镜目镜物镜都是凸透镜(物镜焦距长，目镜焦距短)。9.显微镜的目镜物镜也都是凸透镜(物镜焦距短，目镜焦距长)。初二物理十大学习方法和技巧一、重视物理概念初中将学习大量的重要的物理概念、规律，而这些概念、规律，是解决各类问题的基础，因此要真正理解和掌握，应力求做到五会：会表述：能熟记并正确地叙述概念、规律的内容。能表达：明确概念、规律的表达公式及公式中每个符号的科学意义。会理解：能控制公式的利用范围和使用条件。会变形：会对公式进行精确变形，并理解变形后的含义。能应用：能应用概念和公式进行简单的判断、推理和计算。二、重视画图和识图在初中物理课程里，同学们会学到力的图示、简单的机械图、电路图和光路图。一类是属于作图类型题，例如，作光路图等，要力求符号标准、线条清晰、尺规作图。另一类属于识图，例如，识别机械运动部分的v-t图象、s-t图象，以及物态变化部分的晶体和非晶体熔化和凝固图象等，要记住讲过的最基本图象，明确图象中各部分所代表的物理含义。三、重视观察和实验科学是一门以观察、实验为基础的学科，观察和实验是科学学的重要研究方法。对于初学物理的学生，尤其要重视对现象的仔细观察。因为只有通过对观象的察看，才干对所学的物理知识有活泼、形象的感性认
各向同性介质 典型的透明介质如玻璃是各向同性的，它是指光不管以什么方向穿过介质都有相同的行为。介电质中的麦克斯韦方程给出了电位移D与电场强度E之间的关系： 这里ε0是指真空介电常数，P是电极化强度（电偶极矩在介质中形成的矢量场），物理上，电极化强度可以认为是介质对光电场的响应。 电极化率 在线性各向同性介质中，电极化强度P正比于电场E，并且方向相同： 这里χ是介质的电极化率。从而D与E的关系可以表示为： 这里 是介质的介电常数，√(1+χ)被称为介质的相对介电常数. 对非磁性介质，它与介质折射率n 有如下关系： 各向异性介质 在各向异性介质中，极化强度P不再与光电场E方向一致。这可以被看作是由电场引起的偶极矩具有特定的方向，这个方向与晶体结构有关。可以表示为： 这里χ不再是一个数而是一个二阶张量，称为极化率张量。按照3维分量的形式写成 或者用求和约定写成： 由于χ是张量，P不再与E同向. 根据热力学论据可以证明χij= χji，即χ张量是对称张量。根据spectral theorem，可以通过选择合适的坐标轴将张量对角化，使得所有除χxx，χyy和χ外的非对角分量变为0。这样可以给出以下关系式： zz 这样的x、y、z方向被称为介质的主轴。 由此可以断定，D和E的关系可以有一个张量给定：
这里ε被称做相对介电常数张量或介电张量。因此，介质的折射率也必为一个张量。考虑一列光波沿z主轴传播而光电场沿x方向的情况，这列波经历了极化率χxx和介电常数εxx，因而折射率为： 对于y方向的偏振光： 所以光波将有两个不同的折射率。这种现象被称为双折射，常发生在一般晶体如方解石和石英中。 梁铨廷. 1987. 物理光学. 机械工业出版社. M.玻恩和E.沃尔夫. 1978. 光学原理(上、下). 科学出版社. 简述: 在物理学中, 介质的折射率是一个张量. 任意方向的入射光进入非均质体后, 经过张量对角化处理, 必然分解为两个彼此垂直、大小不同的折射率, 即产生振动方向垂直、速度不等的两束光波.
高考物理光学知识点之几何光学知识点总复习附答案 一、选择题 1．如图潜水员在水深为h的地方向水面张望，发现自己头顶上有一圆形亮斑，如果水对空气的临界角为C，则此圆形亮斑的直径是( ) A．2htanC B．2hsinC C．2hcosC D．2h 2．题图是一个1 4 圆柱体棱镜的截面图，图中E、F、G、H将半径OM分成5等份，虚线 EE1、FF1、GG1、HH1平行于半径ON，ON边可吸收到达其上的所有光线．已知该棱镜的折 射率n=5 3 ，若平行光束垂直入射并覆盖OM，则光线 A．不能从圆孤射出B．只能从圆孤射出 C．能从圆孤射出D．能从圆孤射出 3．一束单色光从空气进入玻璃，下列关于它的速度、频率和波长变化情况的叙述正确的是A．只有频率发生变化 B．只有波长发生变化 C．只有波速发生变化 D．波速和波长都变化 4．一束光线从空气射向折射率为1.5的玻璃内，人射角为45o下面光路图中正确的是A． B．
C． D． 5．公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度的若干彩灯,在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积,下列说法正确的是( ) A．红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较小 B．红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较小 C．红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较大 D．红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较大 6．一细光束由a、b两种单色光混合而成，当它由真空射入水中时，经水面折射后的光路如图所示，则以下看法正确的是 A．a光在水中传播速度比b光小 B．b光的光子能量较大 C．当该两种单色光由水中射向空气时，a光发生全反射的临界角较大 D．用a光和b光在同一装置上做双缝干涉实验，a光的条纹间距大于b光的条纹间距7．红、黄、绿三种单色光以相同的入射角从水中射向空气，若黄光恰能发生全反射，则A．绿光也一定能发生全反射 B．红光也一定能发生全反射 C．红、绿光都能发生全反射 D．红、绿光都不能发生全反射 8．在杨氏干涉实验中,从两个狭缝到达像屏上的某点的光走过的路程相等,该点即为中央亮条纹的位置(即k=0对应的那条亮条纹),双缝屏上有上下两狭缝,设想在双缝屏后用一块极薄的玻璃片遮盖上方的缝,则屏上中央亮条纹的位置将( ） A．向上移动 B．向下移动 C．不动 D．可能向上移动，也可能向下移动
光的折射 知识点一：光的折射 1、光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫光的折射。 2、理解：光的折射与光的反射都是发生在两种介质的交界处，反射光返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中，由于光在两种不同的物质里传播速度不同，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。 3、注意：在两种介质的交界处，既能发生折射，同时也能发生反射。 知识点二：光的折射规律 光的折射规律：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两侧。 光的折射的实验结论(光从空气射入水或其他介质中)： （1）光从空气射入水或其他介质中时（前提），折射光线与入射光线、法线在同一平面上； （2）折射光线和入射光线分居法线两侧； （3）折射角小于入射角； （4）入射角增大时，折射角也随之增大； （5）光线垂直入射时，传播方向不变。 分析：第（1）、（2）条与反射定律相同，也是为了大致定出 折射光线的空间位置。但需要指出的是，反射光线与入射光线在 介质交界面的同侧，而折射光线与入射光线在介质交界面的异侧； 反射、入射光线在同种介质中，而折射、入射光线在不同种介质中。 第（5）条为折射的特例，光垂直入射时， 方向不改变，此时∠r折=∠i=0?。（请见图） 光线垂直折射面入射时，入射、反射、折射光线 与法线“四线合一”，此时i r r ===? 反折 。 书上详细介绍了光由空气射入其他较密介质时的折射情况，实际上这也包括光由较稀疏的空气射入较稠密物质的情况。也包括由较稠密的物质射入较稀疏空气的情况 ①由疏到密②由密到疏③光路可逆 图6—3 在实际的运用中，入射角和折射角究竟谁大，是非常容易出错的问题。可以不去记它，而记为“疏大密小”，即指在较疏的介质中，光线与法线的夹角较大，而在较
双折射性 当光射入各向异性晶体(如方解石晶体)后，可以观察到有两束折射光，这种现象称为光的双折射现象。 两束折射线中的一束始终遵守折射定律这一束折射光称为寻常光，通常用o 表示，简称o光；另一束折射光不遵守普通的折射定律这束光通常称为非常光，用e表示，简称e光。 光轴、主平面 当光在晶体内沿某个特殊方向传播时将不发生双折射，该方向称为晶体的光轴。 光轴是一特殊的方向,凡平行于此方向的直线均为光轴。若光轴在入射面内，实验发现：O光、e 光均在入射面内传播，且振动方向相互垂直。若沿光轴方向入射，O光和e光具有相同的折射率和相同的波速，因而无双折射现象。 单轴晶体：只有一个光轴的晶体 双轴晶体：有两个光轴的晶体 主平面：晶体中光的传播方向与晶体光轴构成的平面。
用惠更斯原理解释光的双折射现象 晶体有正晶体和负晶体。正晶体: ne> no 负晶体: ne< no 惠更斯原理：O 光在晶体内任意点所引起的波阵面是球面。即具有各向同性的传播速率。 e 光在晶体内任意点所引起的波阵面是旋转椭球面。沿光轴方向与O光具有相同的速率。 e 光在垂直于光轴方向上的传播速率Ve，在该方向的折射率ne主 e 光在其它方向上的折射率在n0~~~~~ne主之间。
平行光倾斜入射，光轴在入射面内，光轴与晶体表面斜交 如果光轴不在入射面内，球面和椭球面相切的点，就不会在入射面内，则O 光、e 光振动方向并不相互垂直。 平行光垂直入射，光轴在入射面内，光轴与晶体表面斜交 出射两束偏振方向相互垂直的线偏光 平行光垂直入射，光轴在入射面内，光轴平行晶体表面 出射光沿同方向传播，具有相互垂直的偏振方向。 双折射现象的应用