光的折射
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★光的折射光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生改变,从而使光线在不同介质的交界处发生偏折。
特性: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,而折射光线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。
在折射现象中,光路是可逆的。
注意:在两种介质的分界处,不仅会发生折射,也发生反射,例如在水中,部分光线会反射回去,部分光线会进入水中。
反射光线光速与入射光线相同,折射光线光速与入射光线不相同。
定律1、折射光线和入射光线分居法线两侧(法线居中,与界面垂直)2、折射光线、入射光线、法线在同一平面内。
(三线两点一面)3、当光线从空气斜射入其它介质时,角的性质:折射角(折射率大的一方)小于入射角(折射率小的一方)(不能反着说);(在真空中的角总是大的,其次是空气,注:不能在考试填空题中使用)折射率玻璃'入射角反射角折射角的表示4、当光线从其他介质斜射入空气时,折射角大于入射角。
(以上两条总结为:谁快谁大。
即为光线在哪种物质中传播的速度快,那么不管那是折射角还是入射角都是较大的角,在真空中的角度总是最大的)5、在相同的条件下,折射角随入射角的增大(减小)而增大(减小)6、折射光线与法线的夹角,叫折射角。
7、光从空气斜射入水中或其他介质时(真空除外),折射光线向法线方向偏折,折射角小于入射角。
8、光从空气垂直射入水中或其他介质时,传播方向不变。
P.S.:1、光垂直射向介质表面时(折射光线、法线和入射光线在同一直线上),传播方向不变,但光的传播速度改变。
2、在光的折射现象中,光路是可逆的。
3、不同介质对光的折射程度是不同的。
气体〉液体〉固体(折射角度){介质密度大的角度小于介质密度小的角度}4、光从一种透明均匀物质斜射到另一种透明物质中时,折射的程度与后者分析的折射率有关。
5、光从空气斜射入水中或其他介质时,折射光线向法线方向偏折。
光的折射知识点在我们日常生活中,光的折射现象无处不在,它不仅是科学研究的重要内容,也与我们的生活息息相关。
本文将为大家介绍光的折射的基本知识点,从什么是光的折射、光的折射定律以及折射现象的应用等方面展开阐述。
光的折射是光线从一种透明介质进入另一种透明介质时,光线的传播方向发生改变的现象。
光的折射通常发生在两种不同折射率的介质之间。
折射率是描述光在不同介质中传播速度差异的物理量,折射率越大,光的传播速度越慢。
当光从一种折射率高的介质进入折射率低的介质时,光线会向法线方向弯曲;反之,当光从折射率低的介质进入折射率高的介质时,光线会从法线方向弯曲。
这一现象是由光在不同介质中传播速度改变引起的。
光的折射现象可以通过光的折射定律来描述,即斯涅尔定律。
斯涅尔定律表明,光线在通过折射界面时,入射角、折射角和折射率之间的关系为:\[\frac{{\sin{i}}}{{\sin{r}}} = \frac{{n_2}}{{n_1}}\]其中,i为入射角,r为折射角,n1和n2分别为两种介质的折射率。
这一定律揭示了光在不同介质中传播时的规律:光线从折射率小的介质进入折射率大的介质时,入射角变大,光线向法线弯曲;反之,光线从折射率大的介质进入折射率小的介质时,入射角变小,光线离开法线。
光的折射现象在生活中有着广泛的应用。
其中,最常见的应用之一是透镜。
透镜是一种能够使光线发生折射的光学器件。
凸透镜和凹透镜是两种常见的透镜类型。
透镜的光学性质使其在眼镜、相机镜头、望远镜等设备中得到广泛应用。
通过合理设计和利用透镜的折射特性,人们能够实现放大、聚焦、矫正视力等功能。
此外,光的折射还在光纤通信中发挥着重要的作用。
光纤通信是一种利用光信号在光纤中传播的通信技术。
在光纤中,光信号通过不断地反复发生折射,从而实现了信号的传输。
光纤通信具有高速传输、大容量、抗干扰等优点,被广泛应用于现代通信领域。
总结一下,光的折射现象是光线经过透明介质界面时改变传播方向的现象。
光的折射实验光的折射现象是光线从一种介质传播到另一种介质时发生的现象。
它是由于光在不同介质中的传播速度不同,导致光线的传播方向发生改变。
通过光的折射实验,我们可以深入了解光的性质和行为,并且进一步探索光的折射定律,即斯涅尔定律。
实验步骤:1. 准备材料和仪器:一束光线、两个透明介质(例如玻璃)、一个直尺、一个量角器。
2. 将一块玻璃平放在桌面上作为光线的出射介质,将另一块玻璃垂直放置在光线前方作为光线的入射介质。
3. 将一束光线从空气中垂直照射到入射介质表面上,观察光线从空气进入到玻璃中的折射现象。
4. 测量光线的入射角和折射角,并记录下来。
5. 重复步骤3和4,改变入射角的大小,观察折射角的变化并记录下来。
实验结果:根据实验数据我们可以得出结论:入射角和折射角之间的比值与两种介质的折射率成正比关系。
根据斯涅尔定律,当光线从一种介质经过界面进入另一种介质时,入射角、折射角和两种介质的折射率之间的关系为:折射率1 * sin(入射角) = 折射率2 * sin(折射角)通过实验测量得到的数据,我们可以验证该定律的正确性,并且计算出两种介质的折射率。
实验应用:光的折射实验不仅仅是为了验证斯涅尔定律,还有很多实际应用。
例如,在光学仪器中,通过改变入射角度来调整光线的传播方向,在显微镜、望远镜等光学设备中起到重要作用。
折射实验还被应用于光纤通信、眼睛的工作原理等领域。
总结:通过光的折射实验,我们可以深入理解光的折射现象和斯涅尔定律,了解光的性质和行为。
实验数据验证了斯涅尔定律的正确性,并且得到了两种介质的折射率。
光的折射实验在光学领域具有广泛的应用,对于光学仪器的设计和光纤通信等技术的发展起到了重要的作用。
通过不断深入研究光的折射现象,我们可以进一步拓展光学领域的知识,推动科学技术的发展。
光的折射实验报告
光的折射是光线在通过两种不同介质界面时发生的方向改变现象。
为了研究光的折射现象,我们进行了以下实验。
实验目的:
1.观察光在不同介质中的折射现象;
2.验证折射定律。
实验材料:
1.一块平行光的玻璃板;
2.一块白纸;
3.直尺;
4.可以放置玻璃板的支架;
5.光源。
实验步骤:
1.在支架上放置平行光玻璃板,使其垂直于光线的传播方向。
2.将光源放置在玻璃板的一侧,使光线照射到玻璃板上。
3.在光源的另一侧放置一块白纸,作为观察屏。
4.调整白纸的位置,使光线在玻璃板中发生折射,并且能够在白纸上观察到光线的折射现象。
5.测量入射光线和折射光线的入射角和折射角。
6.重复以上实验步骤,分别使用不同角度的入射光线。
实验原理:
根据折射定律,入射角和折射角之间的关系可以用以下公式表示:sin(i)/sin(r) = n,其中n为光的折射率,代表光在两种介
质中传播速度的比值。
实验结果:
我们记录下了多组入射光线和折射光线的入射角和折射角的数值,并计算出了它们的比值,即光的折射率。
实验讨论:
通过实验结果可以看出,入射角和折射角之间的比值基本保持不变。
结论:
通过这次实验,我们观察到了光的折射现象,并验证了折射定律。
折射定律表明入射角和折射角之间的比值为常数,这说明光在不同介质中传播时会发生方向改变。
光的七种折射咱今儿个就来唠唠光的七种折射,这事儿听着玄乎,其实跟咱生活可贴近了。
想想吧,光这玩意儿,啥时候离得开咱?头一个折射,就好比你家那老式窗户上的玻璃。
瞧瞧,阳光透过玻璃,照进屋里,原本直直的光线,立马就变了样,成了个五颜六色的光圈。
就像你小时候,玩耍时透过玻璃看外面的世界,原本平淡的街景一下子变得神奇了。
再来说说第二个折射吧。
这回咱换个场景,到了夏天,太阳火辣辣的,你在树荫下乘凉。
这时,阳光透过树叶的缝隙,洒在地上,变成了小小的光点。
这不就是光的折射吗?就像你那心爱的项链,挂在脖子上,每个小光点都在闪烁,好像在跟你打招呼。
第三个折射,咱得说说水了。
你想想,阳光照在河面上,河水像个顽皮的孩子,把光给折来折去。
水面上的波纹,像是光在跳舞,舞姿优美得不得了。
记得小时候,咱在河边玩耍,捞鱼摸虾,那光影摇曳的样子,美得让人想哭。
第四个折射,咱得提到镜子了。
镜子这东西,啥都能反射,包括光。
早晨起来,梳洗打扮,镜子里的你,阳光打在脸上,照得你眉飞色舞。
这不就是光的折射吗?就像你年轻时,照镜子时那自信满满的样子,阳光下的你,简直是光芒万丈。
第五个折射,咱来聊聊雨后的彩虹。
那彩虹啊,啥时候看过都觉得神奇。
它是光在雨滴里折来折去的结果,折射出七种颜色,红橙黄绿青蓝紫。
记得那年,你和老朋友一起追彩虹,跑得气喘吁吁,结果彩虹总是在前头,遥不可及。
第六个折射,咱得说说冰了。
冬天,阳光照在冰面上,冰面像个大镜子,把光反射得四处都是。
滑冰时,脚下的冰面闪闪发光,仿佛你正踩在星星上。
这不就是光的折射吗?就像你第一次滑冰时,那种既紧张又兴奋的感觉。
第七个折射,咱来谈谈露珠。
清晨,草叶上的露珠像个小小的透镜,把阳光折射得五彩缤纷。
你记得吗?那年夏天,你在草地上打滚,露珠沾满衣裳,那光彩夺目的感觉,让你觉得自己就是个小太阳。
咱再来聊聊这光的折射,啥时候都离不开生活。
就像你那老朋友,常说的一句话:“生活就像光的折射,有时候直,有时候弯,但总能照亮前路。
1. 常见的折射现象●游泳池看起来比实际的深度浅一些。
●将筷子浸人水中后看起来是弯的。
●放在玻璃砖后的字母看起来显得高一些。
2. 折射现象的名词术语可以让光线通过的透明物质称介质(media)(媒质)。
(i) 当光从光疏媒质进入光密媒质时,光线向法线的方向偏折;即折射角(angle ofrefraction)小于入射角(angle of incident)。
(ii) 当光从光密媒质进入光疏媒质,光线偏离法线。
3. 折射定律(斯涅尔定律, Snell's Law)●n称为折射率(refaction index), 折射率越大,表示光线在媒质中偏折的程度越大。
●如入射光线垂直射向玻璃时(即入射角为0o),光线不会折射。
●空气的折射率与真空差别非常小。
例1 一束光线以40︒入射一玻璃砖。
求玻璃砖内光线的折射角r。
玻璃的折射率为1.50。
光線從光疏媒質進入光密媒質光線從光密媒質進入光疏媒質例 2 一束光线空气射向玻璃棱镜,试找出图中x,y,z 的角度。
玻璃的折射率为1.5。
4. 折射与速度的关系●光在真空中光的传播速度是3x108ms-1。
●光线进入玻璃后光的传播的速度会慢下来;光在玻璃中传播的速度只有空气中的2/3。
●玻璃的折射率可表示为例3: 计算光在水中的传播速度。
(水的折率为1.33)。
5. 视深(Apparent Depth)●当一人观看水池中的景物时,池水看起来要比实际显得浅一些。
●对观察者来说物体(O)发出的光线就像是从较浅的I处发出来的一样。
D称为池的实深(Real Depth)而D'称为视深。
●物体看来好像较接近观者,所以看似比实物较大。
6. 棱镜折射(Refraction of light in a prism)●白光(white light)其实是由不同颜色光混合而成。
●一束白光通过棱镜之后,因为不同颜色光在玻璃中偏折的程度不同而产生色散现象(dispersionof light)。
光的折射现象光的折射现象是光波在从一种介质进入另一种介质时发生的一种现象。
折射是由于光传播速度在不同介质中的差异引起的。
在本文中,我们将探讨光的折射现象及其相关原理和应用。
一、光的折射原理光的折射原理可以通过斯涅尔定律来描述。
斯涅尔定律指出,光线在两个不同介质的交界面上发生折射时,入射角(光线与法线的夹角)和折射角之间的正弦值的比等于两个介质的折射率之比。
用数学公式来表示斯涅尔定律如下:\(\frac{{\sin \theta_1}}{{\sin \theta_2}} = \frac{{v_1}}{{v_2}} =\frac{{n_2}}{{n_1}}\)其中,\(\theta_1\)为入射角,\(\theta_2\)为折射角,\(v_1\)和\(v_2\)分别为两个介质中光的传播速度,\(n_1\)和\(n_2\)分别为两个介质的折射率。
二、光的折射现象经常可以在日常生活中观察到。
以下是一些常见的光的折射现象。
1. 水中的光折射当光线从空气进入水中时,由于水的折射率较大,光线会发生折射。
这一现象在游泳池里观察到的,当我们把手放入水中时,手部看起来似乎变形了。
2. 玻璃棱镜的折射光线通过玻璃棱镜时,由于棱镜的形状,光线会被折射成不同的方向。
这就是我们常见到的光的折射现象。
3. 彩虹彩虹是自然界中最美丽的折射现象之一。
当阳光经过水滴折射和反射后,会产生出七彩的光谱,形成一个半圆形的图案。
三、光的折射应用光的折射现象不仅仅在物理学中有重要的意义,还在生活和工业中有一些实际应用。
1. 透镜和眼镜透镜是一种利用光的折射性质来聚焦和散焦光线的光学元件。
根据透镜的形状和曲率,可以把散开的光线聚焦到一个焦点上。
眼镜也是利用透镜的折射原理来矫正人们的视力。
著名的凸透镜和凹透镜是两种常见的矫正近视和远视的眼镜。
2. 显微镜和望远镜显微镜和望远镜是利用透镜的折射特性来放大物体的工具。
显微镜通过使用透镜来聚焦物体上的光线,从而放大细小的细节。
光的折射10个例子
光的折射例子:1、把筷子插入装有水的杯子中,从视觉上可以看到筷子是被折断的,不是在一条直线上;2、在水里用浆划船,船桨放进水里,看上去就好像船桨是断的一样;
3、用棍子在河里抓鱼,棍子插进去水里的时候,棍子就被“折断“了。
1、把筷子插入装有水的杯子中,从视觉上可以看到筷子是被折断的,不是在一条直
线上。
2、在水里用浆独木舟,船桨放入水里,看起来就似的船桨是断的一样。
3、用棍子在河里抓鱼,棍子插进去水里的时候,棍子就被“折断“了。
4、用杯子上装一杯水,把光束型手电筒关上,使光从水杯的水面上反射入杯子里,
从杯子的斜面穿出,这个时候从侧面看看,这束光不是在一条直线上。
5、用一束光从三菱镜的一侧穿过去,看到的光是散的,不是我们照射出去的那束光
原来的样子,说明光在这个照射过程中发生了折射。
6、鱼儿在纯净的水里面游动,可以看看得很确切.然而,沿着你看到鱼的方向回去钩它,却钩没.存有经验的渔民都晓得,只有对准鱼的下方就可以把鱼叉至.鱼叉叉向的就是鱼的
虚像。
7、由于光的折射,池水看起来比实际的深度浅.所以,当你站在岸边,看见清澈见底,深
不过齐腰的水时,千万不要贸然下去,以免因为对水深估计不足,惊慌失措,发生危险。
8、把一块薄玻璃放到钢笔的前面,笔杆看上去似的“错位”了,这种现象也就是光的
折射引发的.原来玻璃能够将光速减缓35%,当光从空气传播至玻璃中,速度就可以减慢,并发生改变传播的方向,笔杆看上去就似的“错位”了。
光的折射知识点总结光的折射是光线在不同介质之间传播时发生的现象,是光学中的基本概念之一、在折射现象中,光线从一种介质中传播到另一种介质中时,会发生方向的改变。
光的折射涉及到折射定律、临界角、全反射等等知识点。
1.折射定律:折射定律是光的折射现象的基本规律。
它由斯涅尔在17世纪发现并总结。
折射定律描述了光线在两个不同介质之间传播时,入射角和折射角之间的关系。
根据折射定律,入射角、折射角和两个介质的折射率之间的关系可以由简单的公式表示:n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂。
其中,n₁和n₂分别代表两个不同介质的折射率,θ₁和θ₂分别代表入射角和折射角。
2.临界角:临界角是光线从光密介质折射到光疏介质时的特殊情况。
当入射角大于其中一特定的角度时,光线将完全发生反射,不再折射。
这个特殊的入射角就被称为临界角。
在临界角以下,光线仍然有一部分穿透到另一侧,但在临界角以上,光线将完全被反射。
临界角可以通过折射定律的公式计算得出。
3.全反射:全反射是指当光线从光密介质射向光疏介质时,入射角超过临界角时发生的现象。
在全反射中,入射光完全被反射回光密介质中,不再折射到光疏介质中。
全反射的条件是入射角大于临界角。
全反射常常用于光纤通信系统中,因为通过控制入射角的大小,可以使光信号在光纤中进行长距离传输而不损失太多能量。
4.光程差:光程差是指光线在不同介质中传播时,走过的路径长度的差值。
在折射现象中,光程差可以用来解释偏折和干涉等现象。
当光线从一种介质射向另一种介质时,由于折射角和入射角之间的关系,光线的传播路径会发生偏转,导致光程差的产生。
光程差可以通过几何光学的方法或者波动光学的方法进行计算。
5.折射率:折射率是一个介质对光的折射能力的度量。
它是一个介质的光在真空中传播速度与在该介质中传播速度的比值。
折射率通常使用符号n表示,是一个无单位的物理量。
不同的介质具有不同的折射率,不同波长的光在同一介质中的折射率也有所差异。
第4单元:光的折射
教学要求:1、折射定律;2、绝对折射率和相对折射率;3、反射与折射的能量分配
重点和难点:1、对折射定律的理解;
2、对绝对折射率和相对折射率的理解;
3、用折射定律和能量关系分析相关光学现象。
教学用具:平面镜、透明玻璃、蜡烛等。
教学过程:
一、光的折射
1、定义:光由一种媒质进入另一种媒质或在同一种不均匀媒质中传播时,方向发生偏折的现象叫做光的折
射。
2、图示:如图1所示,AO为入射光线,O为入射点,OB为反射光线,
OC为折射光线.
1)、入射角:入射光线与法线间的夹角i叫做入射角.
2)、折射角:折射光线与法线间的夹角r叫做折射角.
3、折射定律:
1)、内容:折射光线位于入射光线与法线所决定的平面内,折射光线
和入射光线分别位于法线两侧.
2)、数学表达式:入射角的正弦与折射角的正弦成正比,即 .
这就是光的折射定律,也称斯涅尔定律(斯涅尔是荷兰数学家)
二、相对折射率与绝对折射率
1、相对折射率:光从一种媒质斜射入第二种媒质发生折射时,入射角i的正弦与折射角r的正弦之比,对于
给定的两种媒质来说是一个常数,用 表示, 。常数 称为第二种媒质对第一种媒质的相对
折射率。
2、绝对折射率:任意一种媒质对真空的相对折射率称为这种媒质的绝对折射率,简称这种媒质的折射率,用
表示.通常说某种媒质的折射率即是指它的绝对折射率,也就是它对真空的相对折射率.
3、相对折射率与绝对折射率的关系:
实验表明:第二种媒质对第一种媒质的相对折射率等于光在第一种媒质中的传播速度V1与光在第二种媒
质中的传播速度V2之比,即 .
由此可得某种媒质的折射率 ,C为真空中的光速。进而可得:
,即第二种媒质对第一种媒质的相对折射率等于第二种媒质的绝对折率与第一
种媒质的绝对折射率之比。光在任何媒质中的速度都小于光在真空中的速度,即V<C,所以任何媒质的折
射率n= 都大于1。
光在空气中的速度与光在真空中的速度相差很小,故空气的折射率n= 。若把真空也看作一种媒质,
则真空的折射率为 。
三、光路的可逆性
在光的反射和折射现象中,光路都是可逆的。
当光由空气进入玻璃,发生折射现象时,如图1中光路反向,有: =n>1,故i>r。
即当光由真空或空气进入其它媒质时,入射角大于折射率。当一束光沿CO入射时,其中一部分光将沿AO
折射。所以光从某种媒质射入真空或空气时,折射角大于入射角。
四、视深和视高
1、 视深公式:
如图2所示,一个物点位于折射率为n的媒质中h0深处,当在媒质界面正上方观察时,物体的视深为:h=
。
略证:根据光路可逆和折射定律:n=
一般瞳孔的线度d=2~3毫米,因此i和r都非常小,则
sini tgi= ,sinr tgr= 。故有n= =
可见:视深比实深小。
2、 视高公式:
如果从折射率为n的媒质中,观察正上方距液面
高为h0的物点,则视高为h=nh0。
略证:如图3所示,根据折射定律有n=
i、r很小,故近似有:
可见:视高比实高大。
3、视深与视高公式的应用:
利用视深与视高公式,不仅可以极为简捷地测定
媒质的折射率,而且还可以很方便地分析和解决与视深
和视高有关的各种问题。
例:如图4所示,紧贴矩形玻璃砖右端插一颗大头针,在距左端l1=3厘米的O处观察大头针D的像D’。
若测出像距右端l2=4厘米,玻璃砖厚度L=14厘米。试估算玻璃砖的折射率。
解析:根据视深公式 h= 。h0=L,h=L-l2,
所以玻璃砖的折射率为 n= = =1.4
可见视深和视高都与观察点的位置无关(只要垂直观察),
观察点到界面的距离l1是多余的无关条件。
作业:P188(1)~(4)
《基础训练》第五节