第11讲 光的折射及光的色散

光的折射与色散本节知识点：1. 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，这种现象叫做光的折射 ● 当发生折射现象时，一定也发生了反射现象。

● 当光线 垂直 射向两种物质的界面时，传播方向 不发生改变。

2. 光的折射规律：（1）在折射现象中，折射光线、入射光线和法线都在同一个平面内；（2）光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折（折射角＜入射角）；（3）光从水或其他介质中斜射入空气中时，折射光线向界面方向偏折（折射角＞入射角）。

（4）光从空气垂直射入（或其他介质射出），折射角=入射角= 0 度。

● 在折射现象中，光路是可逆的。

● 在光的折射现象中，入射角增大，折射角也随之增大。

● 在光的折射现象中，介质的密度越小，光速越大，与法线形成的角越大。

3. 折射的现象：① 从岸上向水中看，水好像很浅，沿着看见鱼的方向叉，却叉不到；从水中看岸上的东西，好像变高了。

② 筷子在水中好像“折”了。

③ 海市蜃楼④ 彩虹4. 从岸边看水中鱼N 的光路图（图2-10）：图2-10N N'空气 水 N N'空气 水 N 水 空气 O 水空气 O N 图2-9入射角 折射角 折射角 入射角● 图中的N 点是鱼所在的真正位置，N'点是我们看到的鱼，从图中可以得知，我们看到的鱼比实际位置高。

● 像点就是两条折射光线的反向延长线的交点。

● 在完成折射的光路图时可画一条垂直于介质交界面的光线，便于绘制。

练习：☆池水看起来比实际的 浅 是因为光从 水中斜射向 空气中时发生折射，折射角大于入射角。

☆蓝天白云在湖中形成倒影，水中鱼儿在“云中”自由穿行。

这里我们看到的水中的白云是由 光的反射 而形成的 虚像 ，看到的鱼儿是由是由光的折射而形成的 虚像 。

5. 光的色散：光的色散属于折射现象。

● 1666年， 英国 物理学家 牛顿 用 三棱镜 使太阳光发生了 色散（图2-11）。

● 太阳光通过棱镜后，被分解成各种颜色的光，用一个白屏来承接，在白屏上就形成一条颜色依次是 的彩带。

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。

光的折射与光的色散折射是指光在不同介质中传播时，由于介质的折射率不同而改变传播方向的现象。

而色散是指光在通过不同介质时，由于折射率与波长的关系不同而产生的色彩分离现象。

本文将通过对光的折射和光的色散进行深入探讨，以期增进对这两个光学现象的理解。

1. 光的折射当光从一种介质（如空气）射向另一种介质（如玻璃），光线在两种介质之间发生折射。

根据斯涅耳斯定律，折射光线入射角（入射光线与法线之间的夹角）和折射角（折射光线与法线之间的夹角）的正弦之比等于两种介质的折射率之比。

这一定律可以用以下公式表示：n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂其中，n₁和n₂分别代表两种介质的折射率，θ₁和θ₂分别代表入射角和折射角。

除了斯涅耳斯定律，还存在着折射率与波长之间的关系。

折射率随波长的变化而变化，这就引出了光的色散现象。

2. 光的色散光的色散是指当光从一种介质射向另一种介质时，不同波长的光因折射率不同而被分离的现象。

常见的色散现象包括光的三原色分离、彩虹的形成等。

在透明介质中，光的色散主要是由于折射率与波长之间的非线性关系引起的。

用于描述光的色散的一个常见参数是色散系数，它表示单位波长变化引起的折射率变化。

一般来说，折射率随着波长增大而减小，这就导致了光的色散。

色散可以分为正常色散和反常色散。

正常色散是指折射率随着波长的增大而减小，而反常色散则相反。

不同介质具有不同的色散特性，例如，水和玻璃在可见光范围内显示出正常色散，而钠黄光和钾光显示出反常色散。

除了透明介质中的色散外，还存在着色散棱镜的实验现象。

色散棱镜是一种具有三角形切角形状的棱镜，它可以将光线分解成不同颜色的光谱。

这是因为光在通过棱镜时会发生不同程度的折射，不同波长的光线因折射率的差异而产生色散。

综上所述，光的折射和光的色散是光学中重要的现象。

光的折射是光线在不同介质中传播时改变传播方向的结果，而光的色散是光线由于不同波长的光的折射率不同而产生的色彩分离现象。

光的色散了解光的折射和反射对颜色的影响光是我们日常生活中不可或缺的存在，它不仅能照亮我们的世界，还能为我们带来各种色彩的视觉享受。

而当光经过折射和反射时，会发生色散现象，对颜色产生一定的影响。

本文将探讨光的色散以及折射和反射对颜色的影响。

首先，我们来了解一下光的色散现象。

色散是指光在通过介质时，由于不同波长的光具有不同的折射率而发生的分离现象。

一般情况下，我们认为白光是由七种颜色的光波组成的，即红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。

当这束白光通过一些特定的光学元件，比如三棱镜或水滴时，不同波长的光会发生不同程度的偏折，从而分离出不同颜色的光，形成一条连续的光谱。

折射是光从一种介质传播到另一种介质时改变传播方向的现象。

根据斯涅尔定律，光在介质之间的传播路径会发生偏折，其折射角与入射角之间符合一定的数学关系。

当光从一种介质传播到另一种折射率较高的介质时，光的传播速度变慢，折射角增大，而波长较长的红光在折射过程中的偏折较小；相反，波长较短的紫光在折射过程中偏折较大。

因此，当白光经过折射后，不同颜色的光波会发生不同程度的偏折，从而分离出不同颜色的光束，进而影响我们的观察。

除了折射，反射也是光与界面接触时常见的现象。

当光从一种介质射入另一种介质的边界时，会发生反射现象。

反射光波的颜色与入射光波的颜色是相同的，不会发生色散。

然而，我们经常会看到一些物体表面呈现出明亮的颜色，这是由于反射光与物体表面发生相应颜色的衍射造成的。

光的折射和反射对颜色的影响不仅体现在实验室中，我们的日常生活中也能感受到它们的存在。

例如，彩色宝石的魅力正是来自于光的折射和反射。

宝石中的晶体结构使光在其内部发生多次反射和折射，最终形成了独特的色彩。

此外，水中的折射和反射也能给我们带来视觉上的愉悦。

当太阳光射入水中时，不同波长的光被散射和折射，形成令人惊叹的彩虹。

总结起来，光的色散现象是由于不同波长的光具有不同的折射率而产生的。

光在折射和反射过程中，会使不同颜色的光发生不同程度的偏折和衍射，从而影响我们对颜色的观察和感受。

光的折射与色散光是一种电磁波，在传播过程中会遇到不同介质的界面，从而发生折射现象。

同时，光在介质中传播时的速度也会发生变化，导致不同波长的光发生色散现象。

本文将重点介绍光的折射和色散原理。

一、光的折射原理光的折射是指光线从一种介质中通过界面进入另一种介质时，改变传播方向的现象。

根据光的折射原理，我们可以得出斯涅尔定律，即折射光线入射角与折射角的正弦比等于两种介质的折射率之比。

斯涅尔定律可以表示为：n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂其中，n₁和n₂分别为两种介质的折射率，θ₁和θ₂分别为入射角和折射角。

二、光的折射现象光的折射现象与入射角和折射率有关。

当光线由光疏介质（折射率较小）入射到光密介质（折射率较大）时，光线将向法线方向弯曲，即折射角小于入射角。

当光线由光密介质入射到光疏介质时，光线将远离法线方向弯曲，即折射角大于入射角。

光的折射在现实生活中有重要应用。

例如，透镜和眼镜的折射作用可以帮助我们矫正视力问题。

光纤通信中的光信号传输也是利用光的折射原理实现的。

三、光的色散现象光的色散是指光波在介质中传播时，不同波长的光经过折射和反射后出现不同程度的偏离，从而形成七色光的现象。

光的色散现象是由于不同波长的光在介质中传播速度不同引起的。

常见的色散现象有色散角和色散率。

色散角是指光线通过三棱镜等透明介质时，不同波长的光发生的折射角不同，从而使光线发生弯曲形成彩色光束。

而色散率则是指介质对不同波长光的折射率不同，从而导致不同波长光的传播速度和折射角发生变化。

色散在光学领域有广泛应用。

例如，我们常见的光谱仪就是利用光的色散将光分解成不同波长的光，从而进行分析。

彩色图像的形成也是通过光的色散原理来实现的。

四、折射与色散的关系折射与色散有一定的关系。

当光线从光疏介质入射到光密介质时，根据斯涅尔定律，入射角和折射角之间存在关系。

这种关系导致不同波长的光折射角度不同，从而引起光的色散现象。

色散率是描述不同波长光在介质中折射率变化的指标。

物理课教案：光的色散与折射现象光的色散与折射现象引言：光是一种电磁波，是由电场和磁场相互作用而产生的。

在自然界中，我们能够感知和利用光的特性和现象。

其中，光的色散和折射现象是物理学中一个重要且有趣的课题。

本文将探讨物理课教案中关于光的色散和折射现象的内容及相关实验活动。

一、光的色散1. 背景介绍首先，我们需要了解什么是光的色散。

色散是指当白光通过透明介质（如棱镜）时，不同波长（或频率）的光会因其折射率不同而发生偏转程度上的差异。

这使得不同颜色的光分开形成彩虹。

2. 实验活动 - 彩虹棱镜实验为了帮助学生直观地理解光的色散现象，可以进行彩虹棱镜实验。

材料：白纸、小灯泡、彩虹棱镜、黑纸步骤：1) 将小灯泡放在白纸上，并固定好位置。

2) 将彩虹棱镜放在适当的位置，使得它能够将光折射成彩虹。

3) 光源（小灯泡）放在一定距离处，确保有足够的光大范围地通过棱镜。

4) 用黑纸遮住其他房间中的窗户和其他光源以确保实验环境暗。

结果：当白光通过彩虹棱镜时，可以看到一系列颜色的光被分散成不同频率的波长。

这样就产生了由紫、蓝、绿、黄、橙和红组成的彩虹。

意义：通过这个实验活动，学生不仅可以直接观察到光的色散现象，还能了解到由不同波长所组成的可见光谱。

二、光的折射现象1. 背景介绍接下来，我们将讨论关于光的折射现象。

折射是指当光从一种介质进入另一种介质时，由于两种介质的折射率不同而引起路径弯曲或偏转。

这个现象也是天体学中出现玻璃水缸上鱼所看着似乎变形或偏转原理。

2. 实验活动 - 折射角度实验为了帮助学生更好地理解光的折射现象，可以进行折射角度实验。

材料：透明玻璃器皿、白纸、铅笔、盆步骤：1) 在白纸上画一个方形，然后涂上黑色。

2) 将玻璃器皿放置在黑色方块上面。

3) 填充盆中的水，使得玻璃器皿完全浸入水中。

4) 用铅笔在白纸上标出从玻璃器皿进入水时的光线和从水到空气时的光线。

结果：当光线经过玻璃器皿进入水中时，可以观察到它发生了偏折。

光的折射和光的色散光的折射是光线从一种介质传播到另一种介质时改变传播方向的现象。

而光的色散则是光在通过透明介质时，由于不同频率的光波速度不同而导致的色彩分离现象。

本文将分别探讨光的折射和光的色散的原理及应用。

一、光的折射光的折射现象是由光线从一种介质传播到另一种介质时两者之间的折射率不同引起的。

光线从一种介质进入另一种介质时会发生折射，其折射角和入射角之间存在一定的关系，即折射定律。

折射定律，也称斯涅尔定律，由荷兰科学家威利布劳克斯和法国天文学家皮埃尔·德费尔马特在17世纪提出。

它可以用以下公式表示：n1*sin(θ1) = n2*sin(θ2)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。

折射现象在生活中有着广泛的应用。

光的折射被用于眼镜、相机镜头和显微镜等光学仪器中，通过改变光线的传播方向和焦距来实现目的；此外，也被应用于光纤通信中，光纤能够通过折射效应将光信号传输到很远的距离。

二、光的色散光的色散是指当光通过透明介质（如棱镜、水、玻璃等）时，由于不同频率的光波速度不同，造成光波发生弯曲和分离的现象。

光的色散主要分为两种类型，即正常色散和反常色散。

正常色散是指随着光波频率的增加，光的折射角减小的现象，常见的例子是通过棱镜将白光分解成七彩光谱。

反常色散则是指随着光波频率的增加，光的折射角增大的现象，这种现象在某些材料中存在。

色散现象的原理可以通过光的波长和折射率之间的关系来解释。

光波在透明介质中传播时，其速度和折射率有关，而不同波长的光波频率不同，因此在通过介质时会发生弯曲和分离的现象。

除了在棱镜中显示七彩光谱外，光的色散也在光谱分析仪器、光通信技术和摄影等领域得到广泛应用。

例如，光谱分析仪器可以通过观察样品产生的特定光谱来判断其成分和性质；光通信技术则利用光纤的色散特性来传输不同频率的光信号。

结论光的折射和光的色散是光学中重要的现象，它们的原理和应用对于理解光的行为和开发光学技术都具有重要意义。

光的折射光的色散与看不见知识要点梳理：1、光的折射光的折射：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。

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，由于光在两种不同的介质里传播速度不同，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。

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）；光从水或其他介质斜射入空气时，折射角大于入射角；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。

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。

在光的折射现象中光路是可逆的。

现象：折射使池水“变浅”，筷子“弯折”，水中人看岸上树“变高”。

2、光的色散色散：牛顿用三棱镜把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的现象。

（雨后彩虹是光的色散现象）色光的三原色：红、绿、蓝。

（三种色光按不同比例混合可以产生各种颜色的光）物体的颜色：1、透明物体的颜色是由通过的色光决定，通过什么色光，呈现什么颜色。

2、不透明的物体的颜色是由它反射的色光决定的，反射什么颜色的光，呈现什么颜色。

3、看不见的光光谱：把光按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列起来，就是光谱。

红外线：在光谱上红光以外的部分，也有能量辐射，不过人眼看不到，这样的辐射叫红外线。

红外线的应用：加热、拍红外线照片诊病、夜视仪、遥控。

紫外线：在光谱的紫端以外，也有看不见的光，叫紫外线。

紫外线的特点及应用：促进钙质吸收、杀死微生物（紫外线灯杀菌）、荧光物质发荧光。

光的色散现象解读光的色散与折射的关系光的色散现象是光经过介质时，由于不同波长的光具有不同的折射率，从而引起光的分离现象。

这一现象是由于光的波长与介质的折射率有关。

在本文中，我们将深入探讨光的色散与折射之间的关系，以及它们在光学领域中的应用。

一、光的色散现象与折射的关系光的色散现象与折射密切相关。

折射是指当光从一种介质传播到另一种介质时，由于介质的折射率不同而导致光线发生偏折的现象。

当光线从一个介质进入到另一个折射率较高的介质时，发生正折射；当光线从一个介质进入到另一个折射率较低的介质时，发生反折射。

色散是指光经过介质传播时，由于光的不同波长与介质的折射率的关系而分离开来。

根据光的波长不同，光在介质中的传播速度也不同，从而导致光线发生偏折。

常见的色散效应包括色散角、色散曲线、色散系数等。

色散与折射的关系可以通过折射定律和色散定律来描述。

折射定律表明光线在两种介质界面上的入射角和折射角之间的关系，而色散定律则描述了不同波长的光线在介质中的折射角不同。

二、色散与折射的应用1. 光纤通信光纤通信作为一种高速、高带宽的通信方式，离不开对光的色散与折射性质的研究。

光纤中的信号传输依赖于光的折射和反射现象，而光的色散性质则直接影响光信号的传输质量。

因此，了解和控制光的色散与折射关系对光纤通信技术的发展至关重要。

2. 光谱分析光的色散现象在光谱分析领域有着广泛的应用。

通过将光线经过色散装置分离成不同波长的光，可以得到物质产生的特定光谱图案。

通过分析光谱图案，可以推断物质的成分和性质。

光谱分析在天文学、化学、生物学等领域起着重要的作用。

3. 光学仪器设计光的色散与折射性质对光学仪器的设计和优化有着重要的影响。

例如，根据光的色散性质，可以设计出能够对不同波长的光进行聚焦的透镜。

通过合理地利用色散性质，可以改善光学仪器的分辨率和成像质量。

4. 光学材料研究光的色散与折射性质是研究光学材料的重要参数。

不同材料的色散性质不同，可以用于制备用于特定波长范围的光学元件。

光的色散（基础）【学习目标】1.知道光的色散现象、色光的三原色、颜料的三原色；2.掌握透明物体与不透明物体颜色的决定因素；3.利用色散知识解释常见现象。

【要点梳理】要点一、光的色散色散：牛顿用三棱镜把太阳光分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的现象。

要点诠释：1、光的色散说明白光是由色光混合而成的。

彩虹是太阳光传播过程中被空气中的水滴色散而产生的。

2、一束太阳光照到三棱镜上，然后从三棱镜射出的光分解为各种颜色的光，这一现象的产生是因为光线由空气进入三棱镜后，发生了折射，不同色光的偏折程度不同，红光偏折程度最小，紫光偏折程度最大。

要点二、光的三原色和颜料的三原色1、色光的三原色：红、绿、蓝。

三种色光按不同比例混合可以产生各种颜色的光，其中也包括白光。

2、颜料的三原色：品红、黄、青。

三种颜色颜料按不同比例混合能产生各种颜色，其中也包括黑色。

3、光的三原色与颜料的三原色的混合规律：要点诠释：色光混合一般是由光源直接发出的。

多一种颜色就使光线更加明亮，所以复色光的亮度要大于单色光的亮度。

如彩色电视机画面上的丰富的色彩，就是由三原色光按照不同的亮度混合而成。

要点三、【高清课堂：《光的折射、光的色散、看不见的光》】物体的颜色1、透明物体的颜色：透明物体的颜色是由通过它的色光决定，通过什么色光，呈现什么颜色。

1、不透明物体的颜色：不透明物体只反射与此物体颜色相同的光，而吸收其他颜色的光。

因此不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。

要点诠释：1、无色：如果透明物体通过各种色光，那么它就是无色的，如：空气、水等能通过各种色光，它们是无色的。

2、白色、黑色：如果不透明物体能反射各种色光，那么它是白色的，如：白纸、牛奶、白色光屏等反射各种色光，它们是白色的。

如果不透明物体几乎吸收各种色光，那么它就是黑色的，如：黑板、黑色皮鞋等吸收各种色光，几乎没有反射光线进入眼睛，所以看起来是黑色的。

3、光是一种波，不同颜色的光波长不同，依照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序，它们的波长依次变短。