光的折射原理是什麼

2021-03-07 18:39:23 字數 3245 閱讀 6115

1樓:趙鑫鑫

光的折射原理:光從一種介質斜射入另一種介質時,傳播方向發生改變,從而使光線在不同介質的交界處發生偏折。

光的折射定律

1、折射光線和入射光線分居法線兩側(法線居中,與介面垂直)。

2、折射光線、入射光線、法線在同一平面內。(三線兩點一面)。

3、當光線從空氣斜射入其它介質時,角的性質:折射角(折射率大的一方)小於入射角(折射率小的一方)(不能反著說);(在真空中的角總是大的,其次是空氣,注:不能在考試填空題中使用)入射角 反射角 折射角的表示。

4、當光線從其他介質斜射入空氣時,折射角大於入射角。(以上兩條總結為:誰快誰大。

即為光線在哪種物質中傳播的速度快,那麼不管那是折射角還是入射角都是較大的角,在真空中的角度總是最大的)。

5、在相同的條件下,折射角隨入射角的增大(減小)而增大(減小)。

特殊情況

光由光密(即光在此介質中的折射率大的)媒質射到光疏(即光在此介質中折射率小的)媒質的介面時,全部被反射回原媒質內的現象。光由光密媒質進入光疏媒質時,要離開法線折射,如圖所示。

當入射角θ增加到某種情形(圖中的e射線)時,折射線延表面進行,即折射角為90°,該入射角c稱為臨界角。若入射角大於臨界角,則無折射,全部光線均反回光密媒質(如圖f、g射線),此現象稱為全反射。

2樓:手機使用者

一、 光的折射

光的折射定律是高中物理教學中的內容。光從一種介質中進入到另一種介質中,改變原來的傳播方向,這種現象是光的折射現象,它們之間的規律稱為光的折射定律:入射光線、法線、折射光線在同一個平面,入射光線、折射光線分居在法線的兩側,入射角的正弦跟折射角的正弦之比是一個常量。

二、光子與光線

說到光子,知道的人很多,這是愛因斯坦提出來,很好地解釋了光電效應,從而獲得了物理界的最高獎------諾貝爾獎。在本篇文章的光子,是全頻率的光子,非可見光有非可見光的光子,而光子的運動集合構成了光線,也就是人們通常所說的光,光的入射、反射、折射都是大量光子運動的集體表現。

光子一詞中有一個「子」,說明體現了粒子性,在愛因斯坦的思想中,光子沒有靜止質量,但是有運動質量,由於人們找到一個基本粒子後,又會有另一個質量比原來更小的粒子存在,於是,用沒有靜止質量的光子充當物質的基本粒子,但是存在一個問題,光子本身沒有靜止質量,由光子構成的物質本身也沒有靜止質量,而事實卻不是這樣,自然界的物質都是有靜止質量,改變理念,物質的靜止質量並不是物質本身固有的,而是物質不斷與環境相互作用光子體現的質量。由於這個原因,所有物質只要存在,就要不斷與環境相互作用光子,物質停止與環境作用光子,物質將會進入到另一個時空,從這個角度來分析,質量都是物質與環境作用光子體現的,光子是不斷被吸收與發射的結果。物質環境中有的地方存在光子的可能性大,有的地方存在光子的可能性小,才出現光的波動性這一說,才有人們所說的光子波粒二像性。

由於光、光線是光子群體運動的結果,哪麼,入射光、反射光、折射光都是光子,發射、吸收的最大可能性。由於在均勻介質中,物質發射光子的可能性是處處相等的,才有光是直線傳播的特性。同樣,在非均勻介質中,由於吸收、發出光子的可能性不相同,光子在非均勻介質中,光線發生彎曲的結果。

三、光的折射原理

物理學中說明,由於光速在不同介質中的速度不同,才有光走過不同的路線,才有光在介面上發生折射的現象,這是完全正確的。我們先說第一個問題,(1)、光在不同介質中速度不同;(2)、論述光的折射原理。

1、為什麼光在不同的介質中光速不同 由於光子是物質的基本粒子,所有粒子只有不斷與環境相互作用光子,才能體現自己的質量,自己的存在才能有意義,而光線是光子集體、運動的結果,說到運動一定要說速度,我們知道光在真空中的速度是c,是最大的,在其它介質中速度都比在真空中的速度要小,特別是在真空中,光子的運動不需要介質,是依靠自身傳播,這是光波區別機械波的本質原因,事實上。從光子是物質的基本粒子來看,光子也是其它光子資訊吸收光子,發出光子的結果,就是說在真空中沒有分子、原子的存在,一定有光子的組合,這個組合有意義,可以吸收光子,發出光子,這些光子組合是光子存在、運動的介質。

說到光速,一定要說到時間,速度是路程與時間的比值,在真空中,存在光子組合吸收光子,再發出光子的結果,在真空中,光子集合------光的速度是c,單個光子的運動速度,就會大於c,因為吸收光子、發出光子需要時間,會使光速度減慢,這裡分析說明一定存在的光子單個的速度,它要一定大於光子群的速度c,但是單個光子超光速沒有意義,因為一個光子不表達任何資訊,只有光子組合才能表達資訊。

當光子進入到真空以外的其它介質中的時候,由於存在分子、原子、電子等實物粒子,這些粒子在單位時間內吸收光子、發出光子的次數增加了,是相對真空中單位時間吸收、發出光子的次數增加了,才使光子在單位時間內,向前運動的路程減少,速度減慢,換一句話說,光子進入到介質中,單位時間內,與介質粒子作用的次數越多,光速越慢。

通過這個分析可知,不同的介質對不同的頻率的光子的速度不同,通常情況下,頻率越高,波長越短,光子在相同的路程內與介質中的粒子作用光子次數越多,光速越慢,在可見光範圍內,紅光在介質中的光速,在通常情況下,比紫色光的光速要大。但是如果這種介質只發出紅光,也就是單位時間內與紅光頻率相對應的光子作用的機會要多,會出現相反的例子,在這種介質中,紅光的光速會比其它頻率的光速度要慢。同樣如果介質的粒子分佈不是均勻的,就是會存在光速的方向性,也就是在某一個方向上速度要大一些,在另一個方向上速度要小一些,這些都是單位時間內與介質作用光子次數不同的結果。

2、光的折射原理 有人會說高中物理中,已經學習了光的折射定律了,說明人們對光的折射現象研究的很清楚了,為什麼還要再談光的折射原理,這是因為高中的光的折射原理是通過光的波動性研究的,得出結論是光的入射角的正弦與光的折射角的正弦之比,等於光在兩種介質中的光速之比, ,本篇內容是從光的粒子性研究光的折射原理,說明光子的吸收與發出遵守粒子的機率,光的運動路線,也就是光子吸收、發出的最大機率的地方。

由於光的運動路線是光子被吸收,發出的最大機率的地方,那麼光線的方向,就會向著吸收、發出光的可能性多的前進,也就是那個方向吸收這種光子的可能性大,就向這個方向偏折,我們假設光子在真空中,單位時間內被吸收、發出了n次,而在介質中,在相同的時間內被吸收、發出了m次,光子本身的速度不變,並且比光速c要大,由於被吸收發出,運動路程減少,速度減小,那麼,則 ,當光線以 角入射到介面上的時候,由於光子的法線方向吸收光子、發出光子的可能性大,光線應該向著法線方向偏折。

在介質均勻分佈的區域內,光子被吸收、發出的可能性是一樣的,光線是直線傳播,但是介面上不同,光子在真空中,與介質中被吸收、發出的可能性不同,也就是在光子組合數分佈不同的地方,光子集合的運動路線會向著吸收、發出光子的可能性大的地方運動。也就是在光子資訊分佈不均勻的地方,光線會發生彎曲。通常在介面的一個波長內,在幾千個分子距離內,發生彎曲,進入介質以後,光子就認為是均勻介質了,這樣分析是說明,發生光的折射,在介面上畫成折線,只是一種近似,如是嚴格地要求畫出光的折射光路,在折射的介面上應該畫成圓弧線。

光的直線傳播光的反射光的折射都能成像

反射是光線從bai介質一照在介質二表 面或du內zhi部,最後還返回到介質一中。dao折射是專光線從介質一照在介質二表面屬或內部,不返回介質二中,由於二介質的密度不同,物質中原子的緻密程度不相同,從而對光線的排擠程度不相同,緻密的物體,光線不容易擠進去,即使進去,由於在前進的方向受到的阻碣大,方向也...

請列舉光的折射的應用事例

第十八章來 光的傳播 概述 本章講述源幾何光學的基礎知識bai 這一章中,光du的zhi直進和光的反射是初中已 dao經學習過的,可以結合初中知識進行復習,光的折射定律是在初中認識折射現象的基礎上進行的定量研究,並且引入了折射率的概念 全反射現象及其鄰界角則是全新的知識 光的色散在初中是選學的知識,...

光的波長和折射率滿足什麼關係公式

光的波長和折抄射率的關襲 系 同一單色bai 光在不同介質中傳播,du頻率不變而波zhi長不同。以 表示光在dao真空中的波長,n表示介質的折射率,則光在介質中的波長 為 n。1 絕對摺射公式 設光在某種媒質中的速度為v,由於真空中的光速為c,所以這種媒質的絕對折射率公式 n c v 在可見光範圍內...