优选第二课时光的折射全反射色散
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物理总复习:光的折射、全反射、色散【考纲要求】1、知道折射率的概念,能运用折射定律进行相关计算;2、知道光的色散现象,不同频率的光在同一介质中传播速度与频率的关系;3、知道全反射现象及其条件,会进行相关计算,了解全反射的应用;4、会测定玻璃砖的折射率。
【知识网络】【考点梳理】考点一、折射及折射定律要点诠释:1、光的折射光射到两种介质的界面处,一部分进入到另一种介质中,并且改变原来的传播方向的现象叫做光的折射。
2、折射定律折射光线跟入射光线和法线在同一平面上,并且分别位于法线两侧,入射角i的正弦跟折射角r的正弦成正比,即sinsinir=常数。
3、折射率光从真空射入某种介质发生折射时,入射角i的正弦跟折射角r的正弦之比,叫做这种介质的折射率,即sinsininr =。
它还等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度v之比,即cnv =。
对折射定律的理解:(1)任何介质的折射率均大于1。
(2)相比较而言,折射率大的物质叫光密介质,折射率小的物质叫光疏介质,因此光疏介质或光密介质是相对的。
(3)介质的折射率表明了介质的折光能力,是由介质的属性决定的,不同的介质有不同的折射率,所以光在不同的介质中的速度不同。
(4)光的折射现象中,光路是可逆的。
考点二、全反射和临界角要点诠释:1、全反射光从光密介质射入光疏介质时,在界面处,一部分光被反射,另一部分光被折射到另一种介质中,随着入射角的增大,折射角增大,且折射光线能量减弱,反射光线能量增强,当入射角增大到某一角度时,使折射角等于90°,折射光线消失,只剩下反射光线,这种现象叫做全反射。
2、临界角在全反射中,当折射角等于90°时的入射角叫临界角。
临界角C的计算:当光线由某种折射率为n的介质射入真空(或空气)时,1sin Cn。
3、发生全反射的条件光从光密介质射向光疏介质;入射角大于或等于临界角。
4、全反射现象的应用在理解并掌握了全反射现象及其产生的条件后,可以举出一些现象,运用全反射的知识进行分析解释。
光-光的折射全反射⾊散光的折射全反射⾊散要点⼀光的折射定律1.如图所⽰,光线以⼊射⾓θ1从空⽓射向折射率n=2的玻璃表⾯.(1)当⼊射⾓θ1=45°时,反射光线与折射光线间的夹⾓θ为多少?(2)当⼊射⾓θ1为多少时,反射光线与折射光线垂直.答案 (1)105°(2)arctan2要点⼆折射率2.如图所⽰,光在真空和介质的界⾯MN上发⽣偏折,那么下列说法正确是( )A.光是从真空射向介质B.介质的折射率为1.73C.光在介质中的传播速度为1.73×108 m/sD.反射光线与折射光线成60°⾓答案 BC要点三全反射3.如图所⽰,⼀束只含有红光和紫光的较强复⾊光沿PO⽅向垂直于AB边射⼊玻璃三棱镜后,分成两束沿O′M和O′N⽅向射出,则 ( )A.O′M为红光,O′N为紫光B.O′M为紫光,O′N为红光C.O′M为红光,O′N为红紫⾊复合光D.O′M为紫光,O′N为红紫⾊复合光答案 C要点四棱镜、光的⾊散4.如图所⽰,为横截⾯是直⾓三⾓形ABC的三棱镜,棱镜材料对红光的折射率为n1,对紫光的折射率为n2,⼀束很细的⽩光由棱镜的⼀侧垂直于AB射⼊,从另⼀侧⾯AC折射出来,已知棱镜的顶⾓∠A=30°,AC边平⾏于光屏MN,并且与光屏相距L,试求在光屏MN上得到的可见光谱的宽度.答案 )44(211222n n n n L ---题型1 折射定律与折射率的应⽤问题【例1】单⾊光束射到折射率n =2的透明球表⾯,如右图光束在过球⼼的平⾯内,⼊射⾓θ1=45°,经折射进⼊球内后,⼜经内表⾯反射⼀次,再经球⾯折射后射出光线,如图所⽰,图中已画出⼊射光和出射光. (1)在图中画出光线在球内的路径和⽅向. (2)求⼊射光线和出射光线之间的夹⾓θ.(3)如果⼊射的是⼀束⽩光,透明球的⾊散情况与玻璃相仿,问哪种⾊光的θ⾓最⼤?哪种⾊光的θ⾓最⼩? 答案 (1)见下图(2)30° (3)红⾊光紫⾊光题型2 视深与实深问题【例2】空中有⼀只⼩鸟,距⽔⾯3 m,在其正下⽅距⽔⾯4 m 深处的⽔中有⼀条鱼.已知⽔的折射率为4/3,则鸟看⽔中的鱼离它多远?鱼看天上的鸟离它多远? 答案 6 m 8 m题型3 全反射与临界⾓的应⽤【例3】如图所⽰,直⾓玻璃棱镜中∠A =70°,⼊射光线垂直于AB ⾯,求光线从棱镜中第⼀次射⼊空⽓时的折射⾓,并做出光路图.(已知该玻璃的折射率为2)答案 45° 光路图见下图题型4临界问题【例4】如图所⽰,玻璃棱镜ABCD 可以看成是由ADE 、ABE 、BCD 三个直⾓三棱镜组成.⼀束频率为5.3×1014Hz 的单⾊细光束从AD ⾯⼊射,在棱镜中的折射光线如图中ab所⽰,ab与AD⾯的夹⾓α=60°.已知光在真空中的速度c=3×108 m/s,玻璃的折射率n=1.5,求:(1)这束⼊射光线的⼊射⾓多⼤?(2)光在棱镜中的波长是多⼤?(3)该束光线第⼀次从CD⾯出射时的折射⾓.(结果可⽤三⾓函数表⽰)答案 (1)arcsin 0.75 (2)3.77×10-7 m (3)arcsin 0.751.如图所⽰,⼀个棱镜的顶⾓为θ=41.30°,⼀束⽩光以较⼤的⼊射⾓从棱镜的左侧⾯射⼊,在光屏上形成由红到紫排列的彩⾊光带.各⾊光在棱镜中的折射率和临界⾓见下表.当⼊射⾓逐渐减⼩到0的过程中,彩⾊光带的变化情况是( )A.紫光最先消失,最后剩下红光和橙光B.紫光最先消失,最后剩下黄光、橙光和红光C.红光最先消失,最后剩下紫光和蓝光D.红光最先消失,最后剩下紫光答案 A2.发出⽩光的细线光源ab,长度为l0,竖直放置,上端a恰好在⽔⾯以下,如图所⽰.现考虑线光源ab发出的靠近⽔⾯法线(图中的虚线)的细光束经⽔⾯折射后所成的像,由于⽔对光有⾊散作⽤,若以l1表⽰红光成的像的长度,l2表⽰蓝光成的像的长度,则 ( )A.l1<l2<l0B.l1>l2>l0C.l2>l1>l0D.l2<l1<l0答案 D3.如图所⽰是⼀透明的圆柱体的横截⾯,其半径R=20 cm,折射率为3,AB是⼀条直径,今有⼀束平⾏光沿AB ⽅向射向圆柱体.试求: (1)光在圆柱体中的传播速度.(2)距离直线AB 多远的⼊射光线,折射后恰经过B 点. 答案 (1)3×108m/s (2)103 cm4.某有线制导导弹发射时,在导弹发射基地和导弹间连⼀根细如蛛丝的特制光纤(像放风筝⼀样),它双向传输信号,能达到有线制导作⽤.光纤由纤芯和包层组成,其剖⾯如图所⽰,其中纤芯材料的折射率n 1=2,包层折射率n 2=3,光纤长度为33 km.(已知当光从折射率为n 1的介质射⼊折射率为n 2的介质时,⼊射⾓θ1、折射⾓θ2间满⾜关系:n 1sin θ1=n 2sin θ2)(1)试通过计算说明从光纤⼀端⼊射的光信号是否会通过包层“泄漏”出去.(2)若导弹飞⾏过程中,将有关参数转变为光信号,利⽤光纤发回发射基地,经瞬间处理后转化为指令光信号返回导弹,求信号往返需要的最长时间. 答案 (1)由题意在纤芯和包层分界⾯上全反射临界⾓C满⾜:n 1sin C =n 2sin90° 得C =60°当在端⾯上的⼊射⾓最⼤(θ1m =90°)时,折射⾓θ2也最⼤,在纤芯与包层分界⾯上的⼊射⾓θ1′最⼩.在端⾯上:θ1m =90°时,由n 1=m2sin 90sin θ得:θ2m =30°.这时θ1min′=90°-30°=60°=C ,所以,在所有情况中从端⾯⼊射到光纤中的信号都不会从包层中“泄漏”出去.(2)8×10-5s线)与桌⾯垂直,过轴线的截⾯为等边三⾓形,如图所⽰.有⼀半径为r的圆柱形平⾏光束垂直⼊射到圆锥的底⾯上,光束的中⼼轴与圆锥的轴重合.已知玻璃的折射率为1.5,则光束在桌⾯上形成的光斑半径为( )A.rB.1.5rC.2rD.2.5r答案 C2.⼀束复⾊光由空⽓射向⼀块平⾏平⾯玻璃砖,经折射分成两束单⾊光a、b.已知a光的频率⼩于b光的频率.下列哪个光路图可能是正确的( )3.为了研究⽉球与地球之间距离的变化,宇航员在⽉球上放置了⼀种称为“⾓反射所⽰,开始时从地球射来的激光沿ab⽅向射到S1上,经两个镜⾯反射回地球.后来由于受到陨⽯的轻微碰撞,⾓反射器以两镜的交线O为轴沿顺时针⽅向转过⼀个很⼩的⾓度θ,则最后的反射激光将( )A.逆时针转过θ度B.顺时针转过θ度C.逆时针转过2θ度D.按原⽅向反射回地球答案 D筒套在⼀起⽽成,E、F是安放在转⾓处的平⾯镜,都与⽔平⾯成45°⾓.现转动两个套筒,使B段保持竖直⽅向,A段⽔平指向南⽅,C段⽔平指向东⽅.⼈在A处通过潜望镜看到东⽅站⽴的⼈的像是 ( )A.竖直⽅向,头向上B.竖直⽅向,头向下C.⽔平⽅向,头向东D.⽔平⽅向,头向西答案 C5.两种单⾊光由⽔中射向空⽓时发⽣全反射的临界⾓分别为C1、C2,已知C1>C2.⽤n1、n2分别表⽰⽔对两单⾊光的折射率,v1、v2分别表⽰两单⾊光在⽔中的传播速度,则( )A.n1<n2,v1<v2B.n1<n2,v1>v2C.n1>n2,v1<v2D.n1>n2,v1>v2答案 B6.科学家们公认,太阳能是未来⼈类最合适、最安全、最绿⾊、最理想的替代能源.太阳能利⽤的⼀种⽅案是在距地球表⾯约36 000公⾥的同步轨道上,建⽴太阳能发电⼚,然后利⽤微波将电能传回地球.据推算,到2020年全世界能源消费如果全部⽤太阳能代替,只需要⼀块半径约70公⾥的圆形转化太阳能的“光板”就可实现.已知太阳距地球1.5×1011 m,地球半径为6 400 km,太阳半径是地球半径的109倍.关于该⽅案,下⾯说法中正确的是( )A.该圆形吸太阳能的“光板”在地球上会形成⽇全⾷B.该圆形吸太阳能的“光板”在地球上会形成⽇全⾷和⽇偏⾷C.该圆形吸太阳能的“光板”在地球上会形成⽇环⾷和⽇偏⾷D.该圆形吸太阳能的“光板”可以不⾃转答案 C7.夏天,海⾯上的下层空⽓的温度⽐上层空⽓的温度低.可以设想海⾯上的空⽓是由折射率不同的许多⽔平⽓层组成的,远外的景物发出的光线由于不断被折射,越来越偏离原来的⽅向,以⾄发⽣全反射.⼈们逆着光线看去就出现了蜃景,如图所⽰,下列说法正确的是 ( )A.蜃景是景物由于海平⾯对光的反射所成的像B.海⾯上上层空⽓的折射率⽐下层空⽓的折射率⼤C.A是蜃楼,B是景物D.B是蜃楼,A是景物答案 C8.如图所⽰,⽤三块完全相同的两⾯平⾏的玻璃砖组成⼀等边三⾓形,现有⼀束⽩光平⾏底⾯BC从AB射⼊,由AC⾯射出,则从AC⾯射出的光 ( )A.仍为⼀束⽩光,并与底⾯BC平⾏B.仍为⼀束⽩光,并向底⾯BC偏折C.形成彩⾊光带,上边为紫光,下边为红光D.形成彩⾊光带,上边为红光,下边为紫光答案 A9.空⽓中两条光线a和b从⽅框左侧⼊射,分别从⽅框下⽅和上⽅射出,其框外光线如图所⽰.⽅框内有两个折射率n=1.5的玻璃全反射棱镜.下图给出了两棱镜四种放置⽅式的⽰意图,其中能产⽣效果的是( )答案 B10.如图所⽰,光液⾯传感器有⼀个像试管模样的玻璃管,中央插⼀块两⾯反光的玻璃板,⼊射光线在玻璃管内壁与反射光板之间来回发⽣反射,进⼊到玻璃管底部,然后在另⼀侧反射⽽出(与光纤原理相同).当透明液体的折射率⼤于管壁玻璃的折射率时,就可以通过光液⾯传感器监测出射光的强弱来判定玻璃管是否被液体包住了,从⽽了解液⾯的⾼度.以下说法正确的是( )A.玻璃管被液体包住之后,出射光强度增强B.玻璃管被液体包住之后,出射光消失C.玻璃管被液体包住之后,出射光强度减弱D.玻璃管被液体包住之后,出射光强度不变答案 C11.(2009·朔州模拟)如图所⽰, ABC是由折射率为2的某种透明物质制成的直⾓三棱镜横截⾯(O为AB的中点),∠A=30°.⼀束光线在纸⾯内从O点射⼊棱镜,光线与AB⾯间的夹⾓为α.若不考虑光线在AB和BC⾯上的反射,则:(1)若α=45°,请作出光路图并标明相应⾓度.(2)要使射⼊O点的光线能从AC⾯射出,夹⾓α (0°<α<90°)应满⾜什么条件?结果可⽤反三⾓函数表⽰.答案 (1)(2)90°-arcsin(2sin 15°)< α<90°12.如图所⽰,为⽤某种透明材料制成的⼀块长⽅体棱镜的截⾯图,O 为BC 的中⼼,光线从AB ⾯⼊射,⼊射⾓为60°,光线进⼊棱镜后射在O 点并恰好不从BC ⾯射出.已知真空中的光速c =3.0×108 m/s.(1)画出光线从开始射⼊棱镜到射出棱镜后的完整光路图.(2)求该棱镜的折射率和光线在棱镜中传播速度的⼤⼩(结果可保留根号). 答案 (1)(2)27 776×108m/s 13.在折射率为n 、厚度为d 的玻璃平板上⽅的空⽓中有⼀点光源S ,从S 发出的光线SA 以⼊射⾓θ⼊射到玻璃板上表⾯,经过玻璃板后从下表⾯射出,如图所⽰.若沿此光线传播的光从光源S 到玻璃板上表⾯的传播时间与在玻璃板中传播时间相等,点光源S 到玻璃上表⾯的垂直距离l 应是多少?答案θθ222sin cos -n dn。
光的色散与全反射在物理学中,光的色散和全反射是两个重要的现象,它们对我们认识光的传播和折射过程有着深远的影响。
本文将就光的色散和全反射这两个现象展开讨论,并分析其原理和应用。
一、光的色散光的色散指的是光在介质中传播时,由于不同波长的光具有不同的折射率,导致光发生分散的现象。
具体来说,当光通过一个介质界面,比如空气和水的界面时,由于光的波长不同,其在水中传播的速度也不同,从而引起光的折射角度不同,使得不同色光在空间中分开。
这就是我们通常所说的光的折射现象。
光的色散现象在日常生活中有着广泛的应用。
例如,光的色散是彩虹形成的基础原理。
当太阳光经过雨滴的折射和反射后,不同波长的光分散成不同颜色,形成了七彩虹的美丽景象。
此外,光的色散还被应用于光学仪器中,比如光谱仪,用于分析和测量光的波长和强度分布。
二、全反射全反射是指光在从光密介质射向光疏介质的过程中,入射角大于临界角时,光全部发生反射而没有发生折射的现象。
通俗来说,全反射就是光在折射介质的临界角以上时,无法从折射介质中逃逸而全部反射回去。
全反射在光纤通信中有着重要的应用。
光纤是一种将光信号转换为光纤中的全内反射现象传输的物理媒介。
当光从光纤的中心传输时,由于光纤的折射率较大,当光线遇到光纤外部的介质界面时,入射角会大于临界角,从而发生全反射。
这种特性使得光能够在光纤中进行长距离传输,并应用于电话网络、互联网和电视信号传输等领域。
除此之外,全反射还在显微镜、雷达系统和光学元件设计中得到广泛应用。
通过合理设计光学元件的形状和光的入射角度,可以实现对光的控制和聚焦,提高光学系统的性能和效率。
综上所述,光的色散和全反射是光在介质中传播时的重要现象。
光的色散使得不同波长的光在空间中分开,而全反射则使光能够在一些应用中进行有效的传输和控制。
对于我们的日常生活和科学研究,这两个现象都有着重要的意义和应用价值。
通过深入研究和理解光的色散和全反射,我们能够更好地掌握光学原理,为光学技术的发展和应用做出更大的贡献。
光的反射、折射和色散一、光的反射1.反射的定义:光从一种介质射到另一种介质的界面时,一部分光返回原介质的现象叫反射。
2.反射定律:入射光线、反射光线和法线在同一平面内;入射光线和反射光线分居法线两侧;入射角等于反射角。
3.镜面反射和漫反射:–镜面反射:平行光线射到光滑表面,反射光线仍然平行。
–漫反射:平行光线射到粗糙表面,反射光线向各个方向传播。
二、光的折射1.折射的定义:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变的现象叫折射。
2.折射定律:入射光线、折射光线和法线在同一平面内;入射光线和折射光线分居法线两侧;入射角和折射角之间满足斯涅尔定律,即n1sinθ1=n2sinθ2,其中n1和n2分别是入射介质和折射介质的折射率,θ1和θ2分别是入射角和折射角。
3.total internal reflection(全反射):光从光密介质射到光疏介质的界面时,当入射角大于临界角时,光全部反射回原介质的现象。
三、光的色散1.色散的定义:复色光分解为单色光的现象叫色散。
2.色散的原因:不同波长的光在介质中传播速度不同,导致折射角不同。
3.色散的现象:–棱镜色散:太阳光通过棱镜时,分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光。
–彩虹色散:雨后天空出现彩虹,是由于太阳光经过水滴折射、反射和色散而成。
4.光的波长与颜色的关系:红光波长最长,紫光波长最短,其他颜色的光波长依次递减。
以上是关于光的反射、折射和色散的基本知识点,希望对您有所帮助。
习题及方法:1.习题:一束平行光射到平面镜上,求反射光的传播方向。
方法:根据光的反射定律,反射光线与入射光线分居法线两侧,且入射角等于反射角。
因此,反射光的传播方向与入射光方向相同。
答案:反射光的传播方向与入射光方向相同。
2.习题:太阳光射到地球表面,已知地球表面的折射率为1.5,求太阳光在地球表面的入射角。
方法:根据折射定律n1sinθ1=n2sinθ2,其中n1为太阳光在真空中的折射率(近似为1),n2为地球表面的折射率,θ2为太阳光在地球表面的入射角。
光的折射与全反射知识点总结光的折射和全反射是光学中非常重要的现象和概念。
通过研究折射和全反射的特点和原理,我们可以更深入地了解光的传播规律和光在不同介质中的行为。
本文将对光的折射和全反射的知识点进行总结。
一、光的折射1. 折射现象:当光从一种介质传播到另一种介质时,由于两种介质的光速度不同,光线会发生偏折的现象,这就是折射现象。
2. 折射定律:光的折射现象遵循折射定律,即斯涅尔定律。
根据斯涅尔定律,光线在两个介质之间传播时,入射角、折射角和两个介质的折射率之间有一定的关系,可以用如下公式表示:n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)。
其中,n1和n2分别表示两个介质的折射率,θ1和θ2分别表示入射角和折射角。
3. 折射率:折射率是介质对光的折射能力的度量,是一个与介质的性质相关的物理量。
折射率越大,光的速度越慢,折射弯曲程度越大。
4. 全反射:当光从光密介质(折射率较大)入射到光疏介质(折射率较小)时,当入射角大于一定的临界角时,光将完全发生反射,不发生折射。
这种现象称为全反射。
二、全反射1. 全反射的条件:光发生全反射需要满足两个条件。
首先,光需要从光密介质入射到光疏介质,使得折射角大于90度。
其次,入射角需要大于临界角。
2. 临界角的计算:临界角可以通过折射定律计算得出。
当折射角为90度时,入射角达到临界角。
假设两个介质的折射率为n1和n2,则临界角可以通过如下公式计算:θc = arcsin(n2 / n1)。
3. 光纤的应用:全反射在光纤中得到了广泛的应用。
光纤是一种可以将光信号传输的光学器件,其基本原理就是利用了光的全反射现象。
光信号通过光纤的内部发生反射,从而实现了光信号的传输。
总结:光的折射和全反射是光学中重要的现象和原理。
通过折射定律可以计算光线在两种介质之间的入射角和折射角的关系,而全反射则是当光从光密介质入射到光疏介质时,避免发生折射的现象。
这些知识点对于理解光的传播和应用具有重要意义,例如光纤通信等。
光的色散与光的折射光的色散是指光在不同介质中传播时,由于其波长不同而发生偏移的现象。
而光的折射是指光从一种介质射入另一种介质时,由于两种介质的折射率不同而发生偏转的现象。
本文将详细探讨光的色散与光的折射的原理、特点以及相关应用。
一、光的色散光的色散是光学中一个重要的现象,它使得不同波长的光在通过一个介质时,呈现出不同的偏移和方向。
这是由于不同波长的光在介质中的折射率不同所导致的。
折射率是介质对光的折射能力的度量,一般用符号n来表示。
光的色散可以分为正常色散和反常色散两种情况。
正常色散是指光的折射率随光的波长变大而减小的现象。
具体来说,在透明材料中,光的折射率随着波长的增加而减小,因此蓝色光会比红色光更多地折射。
这也是为什么在太阳光通过一个三棱镜时会产生彩虹的原因。
反常色散则是指光的折射率随光的波长变大而增加的现象。
这种情况在某些特殊的介质中会发生,例如锗和硫化锌。
在这些材料中,红色光的折射率大于蓝色光的折射率,导致蓝色光比红色光更多地折射。
这种现象在光学仪器的设计中有一定的应用。
二、光的折射光的折射是指当光从一个介质射入另一个介质时,由于两个介质的折射率不同而导致光线的偏转。
根据斯涅尔定律,光的入射角和折射角之间的关系可以通过折射率来计算。
斯涅尔定律可以用以下公式表示:n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)其中,n1和n2分别为两个介质的折射率,θ1为光的入射角,θ2为光的折射角。
根据这个定律,我们可以知道当光从光疏介质射入光密介质时,折射角会小于入射角;当光从光密介质射入光疏介质时,折射角会大于入射角。
光的折射在实际生活中有广泛的应用。
例如,光的折射在镜片、透镜等光学器件中起到关键作用,使得我们能够看到清晰的图像。
此外,光纤通信技术也是基于光的折射原理,通过将光信号以全内反射的方式在光纤中传输,实现高速、远距离的信息传递。
三、光的色散与折射的关系光的色散和折射是密切相关的,二者都与光在介质中的传播方式有关。
光的折射与色散知识点归纳1. 光的折射:当光线在两种不同密度的介质之间传播时,入射角和折射角之间存在一个固定的关系,即斯涅尔定律。
斯涅尔定律可以用数学表达式n₁sinθ₁=n₂sinθ₂来表示,其中n₁和n₂分别是两种介质的折射率,θ₁和θ₂分别是入射角和折射角。
2.折射率:折射率是一个介质对光的传播速度的度量。
不同介质具有不同的折射率,可以用来描述光在介质中传播时的行为。
折射率与介质的密度和光的频率有关。
3.全反射:当光从折射率较大的介质射入折射率较小的介质时,当入射角大于临界角时,光将无法折射出来,而是发生全反射。
全反射只发生在光从光密介质射向光疏介质时。
4.光的色散:色散是指光在通过折射率不同的介质时,由于不同频率的光速度不同而发生的现象。
一般而言,高频率的光具有较大的折射率,低频率的光具有较小的折射率。
这导致光在经过折射率变化的介质时发生色散,即不同频率的光经过折射后的角度不同。
5.色散曲线:色散曲线是描述介质中色散行为的图表。
一般而言,色散曲线是一个随着光的频率增加而增加的曲线。
常见的色散曲线包括钠黄光、天蓝光和紫外线等。
6.散射:散射是光在遇到介质中的微观粒子或分子时发生的现象,导致光的传播方向随机改变。
散射是导致天空呈现蓝色的原因之一,因为空气中的气体分子对短波长的蓝光具有较强的散射能力。
7.棱镜:棱镜是一种光学仪器,可以将光线折射和色散分离。
当光通过一个三角形的棱镜时,由于不同频率的光的折射率不同,光被分离成不同颜色的光谱。
8.双折射:一些晶体具有双折射性质,也称为偏振光。
这意味着这些晶体可以将光分成两个互相垂直的偏振光。
双折射现象是由于晶体的非均匀结构而引起的。
总而言之,光的折射与色散是光学中的重要概念,涉及到光在介质中传播时的行为和性质。
了解光的折射与色散的知识,有助于深入理解光的传播和应用,如透镜、光纤通信等。
高中物理光的折射与全反射现象光的折射与全反射是光在不同介质中传播时所表现出的特性,它们在日常生活中有着重要的应用和影响。
本文将介绍光的折射和全反射的基本概念、实验原理以及相关实际应用。
一、光的折射光的折射是指光线从一种介质传播到另一种介质时的改变方向。
光线在两种介质之间传播时,由于介质的光密度不同,会导致光线的传播速度和传播方向发生变化。
当光从光疏介质(如空气)射入光密介质(如水或玻璃)时,会发生向法线方向弯曲的现象,这被称为折射。
折射的基本定律由斯涅尔定律(或称为折射定律)给出,它表明入射角、出射角和两种介质的折射率之间存在着一定的关系,即n1sinθ1 = n2sinθ2,其中n1和n2分别表示两种介质的折射率,θ1和θ2分别表示入射角和出射角。
光的折射现象广泛应用于透镜、光纤通信和光学仪器等领域。
例如,我们常见的凸透镜利用光的折射特性,使光线经过透镜后产生聚焦效应,从而实现放大和聚焦的功能。
光纤通信也是基于光的折射原理,利用光纤内部的光折射特性来传输信号,具有高带宽和低损耗的优势。
二、全反射现象当光从光密介质射入光疏介质时,如果入射角大于临界角,光线将完全被反射回光密介质中,而不发生折射现象。
这种现象被称为全反射。
全反射的临界角由折射定律推导而得,临界角的正弦值等于两种介质的折射率之比,即sinθc = n2 / n1,其中n1和n2分别表示光疏介质和光密介质的折射率。
当入射角大于临界角时,光线无法从光疏介质中折射出来,被完全反射回去。
全反射在光纤通信和光导器件中起到了重要作用。
光纤的工作原理就是利用全反射实现信号的传输。
光信号通过光纤的内部表面不断发生全反射,从而保持信号的传输。
另外,光导器件如全反射棱镜和光透波导等利用全反射现象进行光的转向和耦合,广泛应用于光学仪器和通信设备中。
三、实验原理与应用为了观察和研究光的折射和全反射现象,可以进行一些简单的实验。
1. 折射实验将一块光密的玻璃板放置在一个光源前方,利用一束光线从空气中射入玻璃板,可以观察到光线在入射和出射过程中的折射现象。
光的折射与光的色散理解光的折射定律及光的色散现象的原因光的折射和光的色散是光学中重要的现象,它们对于光的传播和我们对世界的观察都有着重要的影响。
本文将介绍光的折射定律以及光的色散现象的原因。
一、光的折射定律光的折射是指当光从一种介质进入另一种介质时,由于介质之间的光速度不同,导致光线的传播方向发生改变的现象。
根据实验观察和推导,我们可以得出光的折射定律,即斯涅尔定律,它描述了光在两种介质的交界面上的折射规律。
光的折射定律可以用以下公式表示:n1sinθ1 = n2sinθ2,其中n1和n2分别表示两种介质的折射率,θ1和θ2分别表示光线入射角和折射角。
根据光的折射定律,当光从光密介质(折射率较高)射向光疏介质(折射率较低)时,入射角增大,折射角也会增大;反之,当光从光疏介质射向光密介质时,入射角增大,折射角减小。
这一定律可以解释许多光学现象,比如光在水面上的折射、光在透镜中的折射等。
二、光的色散现象光的色散是指由于光的折射率随波长的不同而导致的将白色光分解为不同颜色的现象。
这一现象是光的波动性质在微观尺度上的表现,是光的分光现象的基础。
光的色散可以通过将白色光通过三棱镜进行实验观察得到。
当白色光通过三棱镜时,不同波长的光线会因为折射率不同而发生不同程度的偏折,最终形成一个色散光谱,即彩虹色的条带。
这是因为不同波长的光在介质中的传播速度和折射率不同,从而导致光的偏折程度不同。
光的色散现象可以用光的折射定律和折射率与波长之间的关系来解释。
根据光的折射定律,不同波长的光在介质中的折射角度不同,由此产生了光的色散。
而根据折射率与波长的关系,我们知道,折射率与波长呈反比关系,即波长越短,折射率越大;波长越长,折射率越小。
因此,波长较长的红光被折射得较少,而波长较短的紫光则被折射得较多,导致光的分离。
总结:光的折射定律和光的色散是光学中重要的现象。
光的折射定律描述了光在介质交界面上的折射规律,光的色散现象则解释了光的波长不同导致光的偏折和分离。
什么是光的色散和全反射?光的色散和全反射是光学中的两个重要现象。
光的色散是指不同波长的光在介质中传播时速度不同,从而产生色彩分离的现象。
全反射是指光从一个介质射入另一个介质时,如果入射角大于一定的角度(临界角),那么光将被完全反射回来,不再向新介质传播。
下面我将详细解释光的色散和全反射,并介绍它们的原理和特点。
1. 光的色散:光的色散是指不同波长的光在介质中传播时速度不同,从而产生色彩分离的现象。
当白光通过一个三棱镜或光栅时,不同波长的光会被分散成不同的颜色,形成一道色彩缤纷的光谱。
这是因为不同波长的光在介质中传播时与介质的物理性质有关,速度不同,形成了色散现象。
光的色散具有以下特征:-不同的介质对光的色散程度不同,例如玻璃对光的色散较弱,而水对光的色散较强。
-光的色散可以通过光栅、棱镜等光学器件进行实验观察。
-光的色散在光学技术和光学仪器的设计和应用中起着重要作用,例如分光计、色度计等。
2. 全反射:全反射是指光从一个介质射入另一个介质时,如果入射角大于一定的角度(临界角),那么光将被完全反射回来,不再向新介质传播。
全反射现象是基于光的折射定律和能量守恒定律。
全反射具有以下特征:-全反射只在两个介质的折射率不同时发生,当入射角小于临界角时,光会被部分折射和部分反射。
-全反射现象在光纤通信、显微镜等光学技术和仪器中有广泛的应用。
-全反射是基于光的波动性质的,只有在光的波动性质明显的情况下才能观察到全反射现象。
光的色散和全反射是光学中的两个重要现象。
光的色散揭示了光波在介质中传播时的速度和波长之间的关系,而全反射则展示了光波在不同介质之间传播时的反射和折射特性。
了解这些光学现象可以帮助我们理解光的传播和相互作用,并应用于光学设计和工程中。
命题点2 光的折射、全反射和光的色散 本类考题解答锦囊 解答“光的折射、全反射和光的色散”一类试题,主要了解以下几点:1.画出合理的光路图,再利用几何知识解决问题是解决光的折射等光的传播问题的基本步骤.2.在光的反射和折射现象中,光路都是可逆的.即入射光线与反射光线、入射光线与折射光线、物与像都具有互换性.若设想光路反过来传播,应用光路可逆性分析解答光路问题,往往能简化解题过程3.折射率n 反应出介质的光学性质,是一个重要概念.与光速、频率和入射角、折射角等相联系,要重视对它的理解.Ⅰ 高考最热门题1 (典型例题)发出白光的细线光源ab ,长度为l 0,竖直放置,上端(x 恰好在水面以下.如图27 -2 -1所示.现考虑线光源oA 发出的靠近水面法线(图中的虚线)的细光束经水面折射后所成的像,由于水对光有色散作用,若以l 1表示红光成的像的长度,l 2,表示蓝光成的像的长度,则A.l 1<l 2<l 0B.l 1>l 2>l 0C.l 2>l 1>l 0D.l 2< l 1< l 0命题目的与解题技巧:本题综合考查了光的折射、光的色散现象以及考生的光路图作法.由题意做出光路图,再利用几何知识求解.【解析】 如题图,由于蓝光折射率比红光折射率大,则同一点发出的光经水面折射,蓝光比红光偏折得厉害,则沿反向延长线所成虚像的长度比较小,则l 2< l 1< l 0【答案】 D2(典型例题)如图27 -2-2所示画有直角坐标系 xOy 的白纸位于水平桌面上,M 是放在白纸上的牛圆形玻璃砖,其底面的圆心在坐标原点,直边与x 轴重合,OA 是画在纸上的直线,P 1,P 2为竖直地插在直线OA 上的两枚大头针,P 3是竖直地插在纸上的第三枚大头针,α是直线OA 与 y 轴正方向的夹角,β是直线OP 3、与x 轴负方向的夹角,只要有线0.4画得合适,正确,测出角α和β,便可求得玻璃的折射率.某学生在用上述方法测量玻璃的折射率时,在他画出的直线OA 上竖直地插上了1、2两枚大头针,但在y<0的区域内,不管眼睛放在何处,都无法透过玻璃砖看到1、2的像,他应采取的措施是 若他已透过玻璃砖看到P l 、P 2的像,确定P 3位置的方法是 若他已正确地测得了α 、β的值,则玻璃的折射率n= ;命题目的与解题技巧:无法看到 P 1、P 2的像是因OA 光线的入射角过大,在玻璃和空气界面上发生全反时的缘故.P 3能挡住、的像说明OP 3是OA 的折射线.【解析】 另画一条更靠近丁轴正方向的直线OA ,把大头针、竖直地插在所画的直线上,直到在y<0区域透过玻璃砖能看到P 1、P 2的像;插上大头针P 3,使P 3刚好能挡住P 2的像;ll lllsin sin【答案】 同解析3 (典型例题)如图27 -2 -3所示.一玻璃柱体的横截面为半圆形,细的单色光束从空气射向柱体的O 点(半圆的圆心),产生反射光束1和透射光束2.已知玻璃折射率为3,入射角为45°(相应的折射角为24°).现保持入射光不变,将半圆柱绕通过O 点垂直于图面的轴线顺时针转过15°,如图中虚线所示,则A.光束1转过15°B.光束1转过30°C.光束2转过的角度小于15° B.光束2转过的角度大于15°答案:4 (典型例题)如图27-2 - 4,a 和b 都是厚度均匀的平玻璃板,它们之间的夹角为ϕ,一细光束以入射角θ从P 点射入, θ>ϕ已知此光束由红光和蓝光组成,则当光束透b 过板后A.传播方向相对于入射光方向向左偏转ϕ角B.传播方向相对于入射光方向向右偏转ϕ角C.红光在蓝光的左边D.红光在蓝光的右边答案:5 (典型例题)如图27 -2 - 5所示,为了观察门外情况,有人在门上开一小圆孔,将一块圆柱形玻璃嵌入其中,圆柱体轴线与门面垂直.从圆柱底面中心看出去,可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称做视场角,已知该玻璃的折射率为n ,圆柱长为J ,底面半径为r ,则视场角是 A. 22arcsin l r nl + B. 22sin l r nr ar + C. 22sinl r rl ar + D. 22sin l r l ar + 答案:1 (典型例题)一束光从空气射向折射率n=2 的某玻璃表面,如图27 - 2 -6所示,i 代表入射角,则A.当i>45°时发生全反射现象B.无论入射角i 是多大,折射角r 都不会超过45°C.欲使折射角r=30°,应以i=45°的角度入射D.当入射角i=artan 2 时,反射光线跟折射光线恰好垂直命题目的与解题技巧:本题是光的折射,全反射的综合题,作好光路图是关键.【解析】 首先说明,光从空气射向玻璃(即光由光疏介质进入光密介质时)不会发生全反射,根据折射定律,当入射角为90°时(实际不可能) ,22211sin ,sin 90sin ====︒n r n r i=45°时,r<45°所以选项B 正确,A 不可能,当射角等于30°时sini=nsin 30°=2,2221= i=45°故C.选项正确.如图27 -2 -7所示,假设反射光线恰好垂直折射光线,有工,L 1+L 2=90°,i=β,β+L 1=90°,所以i=∠L 2,所以,cos sin ,)90sin(sin sin sin ii n i i r i n =-︒==所以tani=n,故选项D 正确. 【答案】 D2 (典型例题)如图27 -2 -8所示,水面上漂浮着一半径为r 的圆形菁木板,在木板圆心的正上方距木板高度为h 的A 处有一个点光源S .由于木板的影响,点光源发出的光线射入水中后,在水底平面上形成一圆形阴影.已知水深为H ,水的折射率为n ,求阴影的半径.3 (典型例题)如图27-2- 9所示,a 、b 两束不同的单色光平行地从空气射人水中,发生折射α>β,则下述结论正确的是A.水对光束。
知识点1 光的折射 1.折射定律(如图12-3-1)图12-3-1(1)内容:折射光线与入射光线、法线处在同一平面内,折射光线与入射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦与折射角的正弦成正比.(2)表达式:sin θ1sin θ2=n 12,式中n 12是比例常数.(3)在光的折射现象中,光路是可逆的. 2.折射率(1)物理意义:折射率仅反映介质的光学特性,折射率大,说明光从真空射入到该介质时偏折大,反之偏折小.(2)定义式:n 12=sin θ1sin θ2,不能说n 12与sin θ1成正比、与sin θ2成反比.折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定.(3)计算公式:n =cv ,因为v <c ,所以任何介质的折射率总大于1. 知识点2 光的全反射现象和光的色散 1.全反射(1)条件:①光从光密介质射入光疏介质. ②入射角大于或等于临界角.(2)现象:折射光完全消失,只剩下反射光.(3)临界角:折射角等于90°时的入射角,用C 表示,sin C =1n.图12-3-2(4)应用:①全反射棱镜. ②光导纤维,如图12-3-2. 2.光的色散(1)色散现象:白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱,如图12-3-3.图12-3-3(2)成因:由于n 红<n 紫,所以以相同的入射角射到棱镜界面时,红光和紫光的折射角不同,就是说紫光偏折得更明显些,当它们射出另一个界面时,紫光的偏折角最大,红光偏折角最小.知识点3 实验:测定玻璃的折射率 1.实验原理如图12-3-4所示,当光线AO 1以一定的入射角θ1穿过两面平行的玻璃砖时,通过插针法找出跟入射光线AO 1对应的出射光线O 2B ,从而求出折射光线O 1O 2和折射角θ2,再根据n 12=sin θ1sin θ2或n =PNQN ′算出玻璃的折射率.图12-3-42.实验步骤(1)如图12-3-8所示,把白纸铺在木板上.图12-3-5(2)在白纸上画一直线aa ′作为界面,过aa ′上的一点O 画出界面的法线N N ′,并画一条线段AO 作为入射光线.(3)把长方形玻璃砖放在白纸上,并使其长边与aa ′重合,再用直尺画出玻璃砖的另一边bb ′. (4)在线段AO 上竖直地插上两枚大头针P 1、P 2.(5)从玻璃砖bb ′一侧透过玻璃砖观察大头针P 1、P 2的像,调整视线的方向直到P 1的像被P 2的像挡住.再在bb ′一侧插上两枚大头针P 3、P 4,使P 3能挡住P 1、P 2的像,P 4能挡住P 3本身及P 1、P 2的像.(6)移去玻璃砖,在拔掉P 1、P 2、P 3、P 4的同时分别记下它们的位置,过P 3、P 4作直线O ′B 交bb ′于O ′.连接O 、O ′,OO ′就是玻璃砖内折射光线的方向.∠AON 为入射角.∠O ′ON ′为折射角.(7)改变入射角,重复实验.3.数据处理(1)计算法:用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sin θ1和sin θ2.算出不同入射角时的sin θ1sin θ2,并取平均值. (2)作sin θ1-sin θ2图象:改变不同的入射角θ1,测出不同的折射角θ2,作sin θ1-sin θ2图象,由n =sin θ1sin θ2可知图象应为直线,如图12-3-6所示,其斜率就是玻璃折射率.图12-3-6(3)“单位圆法”确定sin θ1、sin θ2,计算折射率n .以入射点O 为圆心,以一定长度R 为半径画圆,交入射光线OA 于E 点,交折射光线OO ′于E ′点,过E 作NN ′的垂线EH ,过E ′作NN ′的垂线E ′H ′.如图12-3-7所示,sin θ1=EHOE ,sin θ2=E ′H ′OE ′,OE =OE ′=R ,则n =sin θ1sin θ2=EHE ′H ′.只要用刻度尺测出EH 、E ′H ′的长度就可以求出n .图12-3-7光的折射和全反射 1.对折射率的理解(1)公式n =sin θ1sin θ2中,不论是光从真空射入介质,还是从介质射入真空,θ1总是真空中的光线与法线间的夹角,θ2总是介质中的光线与法线间的夹角.(2)折射率由介质本身性质决定,与入射角的大小无关.(3)折射率与介质的密度没有关系,光密介质不是指密度大的介质.(4)折射率的大小不仅与介质本身有关,还与光的频率有关.同一种介质中,频率越大的色光折射率越大,传播速度越小.(5)同一种色光,在不同介质中虽然波速、波长不同,但频率相同. 2.对全反射现象的理解(1)光必须从光密介质射入光疏介质例如从水中或玻璃中射入空气中. (2)入射角必须大于或等于临界角.(3)全反射现象可以从能量的角度去理解:当光由光密介质射向光疏介质时,在入射角逐渐增大的过程中,反射光的能量逐渐增强,折射光的能量逐渐减弱,当入射角等于临界角时,折射光的能量已经减弱为零,这时就发生了全反射.例题1(2013·新课标全国卷Ⅰ)如图12-3-11所示为一光导纤维(可简化为一长玻璃丝)的示意图,玻璃丝长为L,折射率为n,AB代表端面.已知光在真空中的传播速度为c.(1)为使光线能从玻璃丝的AB端面传播到另一端面,求光线在端面AB上的入射角应满足的条件;(2)求光线从玻璃丝的AB端面传播到另一端面所需的最长时间.【审题指导】解答本题时应注意理解以下几点:(1)分析光的折射和全反射现象及相应的临界现象.(2)找到光线从玻璃丝AB端传到另一端面所需的最长时间,即光在侧壁上恰好发生重反射.【迁移应用】1.(2013·山东高考)如图12-3-12所示,ABCD是一直角梯形棱镜的横截面,位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入,已知棱镜的折射率,n=2,AB=BC=8 cm,OA=2 cm,∠OAB=60°.(1)求光线第一次射出棱镜时,出射光线的方向.(2)第一次的出射点距C________cm.不同光学器件对光路的控制作用1.光的色散和各种色光的对比(1)白光是复色光,通过三棱镜发生光的色散现象,在光屏上形成彩色条纹.(2)各种色光中,红光折射率最小,紫光折射率最大.2.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制横截面为三角形的三平行于光屏MN ,与光屏的距离为L .棱镜对红光的折射率为n 1,对紫光的折射率为n 2.一束很细的白光由棱镜的侧面AB 垂直射入,直接到达AC 面并射出.画出光路示意图,并标出红光和紫光射在光屏上的位置;求红光和紫光在光屏上的位置之间的距离.【迁移应用】2.如图所示是用于某光学仪器中的一种折射率n =1.5的棱镜.现有一束光线沿MN 的方向射到棱镜的AB 界面上,入射角的正弦值sin i =0.75.求光在棱镜中传播的速率及此束光线射出棱镜后的方向(不考虑返回到AB 面上的光线).测定玻璃的折射率例题3(2012·浙江高考)在“测定玻璃的折射率”实验中,某同学经正确操作插好了4枚大头针,如图12-3-15甲所示.图12-3-15(1)在丙图中画出完整的光路图;(2)对你画出的光路图进行测量和计算,求得该玻璃砖的折射率n=________(保留3位有效数字);(3)为了观测光在玻璃砖不同表面的折射现象,某同学做了两次实验,经正确操作插好了8枚大头针,如图乙所示.图中P1和P2是同一入射光线上的2枚大头针,其对应出射光线上的2枚大头针是P3和________(填“A”或“B”).【迁移应用】3.在“测定玻璃折射率”的实验中(1)操作步骤如下:①先在白纸上画出一条直线aa′代表两种介质的界面,过aa′上的O点画出界面的法线NN′,并画一条线段AO作为入射光线.②把长方形玻璃砖放在白纸上,使它的长边跟aa′对齐.③在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2,透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像.调整视线方向,直到P1的像被P2挡住.再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P1、P2的像和P3,记下P3、P4的位置.④移去大头针和玻璃砖,连接P3、P4作为折射光线,测量出入射角θ1与折射角θ2,填入表格中.上述操作步骤中存在严重的缺漏,应作的补充是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)(多选)实验中测出了多组入射角θ1与折射角θ2,并作出了sin θ1-sin θ2的图象如图12-3-16.则下列说法正确的是( )A .实验时,光线是由空气射入玻璃B .实验时,光线是由玻璃射入空气C .玻璃的折射率为0.67D .玻璃的折射率为1.51.关于折射率,下列说法正确的是( )A .根据sin θ1sin θ2=n 可知,介质的折射率与入射角的正弦成正比B .根据sin θ1sin θ2=n 可知,介质的折射率与折射角的正弦成反比C .根据n =cv 可知,介质的折射率与介质中的光速成反比D .同一频率的光由第一种介质进入第二种介质时,折射率与波长成正比2.(2014·福建省泉州市质检)折射率n =2的直角玻璃三棱镜截面如图12-3-8所示,一条光线从AB 面入射,入射角为i (图中未标出),ab 为其折射光线,ab 与AB 面的夹角θ=60°.则( )A .i =45°,光在AC 面上不发生全反射B .i =45°,光在AC 面上发生全反射 C .i =30°,光在AC 面上不发生全反射D .i =30°,光在AC 面上发生全反射3.如图12-3-9所示,一束红光和一束蓝光平行入射到三棱镜上,经棱镜折射后,会聚在屏上同一点,若n 1和n 2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率,下列判断正确的有( )A .n1<n 2,a 为红光,b 为蓝光 B .n 1<n 2,a 为蓝光,b 为红光 C .n 1>n 2,a 为红光,b 为蓝光 D .n 1>n 2,a 为蓝光,b 为红光4.如图12-3-10所示的长直光纤,柱芯为玻璃,外层以折射率比玻璃稍低的介质包覆.若光线自光纤左端进入,与中心轴的夹角为θ,则下列有关此光线传递方式的叙述,正确的是( )A .不论θ为何值,光线都不会发生全反射B .不论θ为何值,光线都会发生全反射C .θ足够小时,光线才会发生全反射D .θ足够大时,光线才会发生全反射。
光的折射和全反射光是一种电磁波,它在不同介质之间传播时会发生折射现象。
当光从一个介质穿过到另一个介质时,光的传播方向会改变,这就是光的折射现象。
另外,当光从一个介质射入另一个介质时,如果入射角大于某一特定角度,光将完全反射回原介质中,这就是全反射现象。
本文将详细讨论光的折射和全反射现象。
一、光的折射现象1. 折射定律光的折射遵循斯涅尔定律,也被称为折射定律。
斯涅尔定律表明入射光线、折射光线和介质交界处法线三者在同一平面上,且入射角i、折射角r以及两种介质的折射率n1和n2之间存在着以下关系:sin(i)/sin(r) = n2/n1其中,n1和n2分别表示两个介质的折射率。
2. 折射率介质的折射率是指光在该介质中传播时的速度与真空中光的速度之比。
不同介质的折射率不同,常用符号n表示。
折射率n与介质的物理性质、温度以及光的波长有关。
3. 光的折射例子光的折射现象广泛存在于我们的日常生活中。
以光从空气射入水中为例,当光从空气射入水中时,由于水的折射率较大,光线被弯曲,即发生了折射。
这就是我们常见到的折射现象,例如水中的游泳池底部看上去比实际位置要高,这就是光的折射导致的。
二、全反射现象1. 临界角当光从光密介质射入光疏介质时,入射角大于一个特定的角度,称为临界角,以此为界限,光将发生全反射,即完全反射回原介质中。
临界角的大小与两种介质的折射率有关。
2. 全反射的条件当入射角大于临界角时,光的折射角将会大于90度,即光不再传播到第二个介质中,而是全反射回第一个介质中。
全反射的条件可以用以下不等式表示:sin(i) ≥ n2/n1其中,n1和n2分别表示两种介质的折射率。
3. 全反射应用全反射现象在光纤通信中起着重要的作用。
当光在光纤中传播时,由于光纤的折射率高于周围介质,光束会多次反射在光纤的内部,这样可以实现光信号的传输。
而当光束碰到光纤表面时,由于入射角大于临界角,光将会发生全反射,避免了信号的泄漏,确保光信号的传输质量。