《光的折射》 讲义

《光的折射》讲义
一、什么是光的折射
当光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生改变，这种现象就叫做光的折射。

比如，我们把一根筷子插进水里，从水面上方看，筷子好像在水中“折断”了，这就是光的折射造成的现象。

光的折射是一种非常普遍的自然现象，它在我们的日常生活和科学研究中都有着重要的应用。

二、光折射的基本规律
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法线两侧。

3、当光从空气斜射入水或其他介质中时，折射角小于入射角；当光从水或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。

这里需要注意的是，折射角是折射光线与法线的夹角，入射角是入射光线与法线的夹角。

三、折射现象中的光路可逆
光路可逆是光学中的一个重要概念。

在光的折射现象中，如果让光
线逆着原来折射光线的方向入射，那么折射光线就会逆着原来入射光
线的方向射出。

这就好像我们在一个镜子前，光线从我们身上射向镜子，然后被反
射回来，如果我们沿着反射光线的方向射回去，光线就会沿着原来的
路径返回我们身上。

四、折射率
折射率是反映介质光学性质的一个重要物理量。

它定义为光在真空中的速度与光在该介质中的速度之比。

不同的介
质具有不同的折射率。

例如，真空的折射率为 1，水的折射率约为 133，玻璃的折射率约
为 15 左右。

折射率越大，光在该介质中传播速度越慢，折射现象也越明显。

五、光折射的应用
1、透镜成像
透镜是利用光的折射原理制成的光学元件。

凸透镜可以使光线会聚，凹透镜可以使光线发散。

我们常见的照相机、望远镜、显微镜等都用到了透镜成像的原理。

比如照相机，通过凸透镜将物体的像成在胶片上，从而记录下物体
的影像。

2、眼睛
我们的眼睛也是一个非常精密的光学系统。

眼睛中的晶状体相当于
一个凸透镜，它可以通过睫状肌的调节改变焦距，从而使我们能够看
清不同距离的物体。

当晶状体的调节能力出现问题时，就会导致近视或远视等视力问题。

3、光纤通信
光纤是利用光的全反射原理来传输光信号的。

当光在光纤中传播时，由于光纤内部和外部的折射率不同，光会在光纤内部不断地发生全反射，从而实现长距离、低损耗的传输。

六、光折射的实验探究
为了更深入地了解光的折射现象，我们可以进行一些简单的实验。

比如，用一个透明的水槽，装入适量的水，然后用激光笔从空气斜
射入水中，观察折射光线的方向。

还可以改变入射角的大小，观察折射角的变化规律。

通过实验，我们可以更直观地感受光的折射现象，验证光折射的规律。

七、常见的折射现象
1、海市蜃楼
在炎热的夏天，我们在马路上有时会看到远处的路面好像有一滩水，走近却发现什么都没有，这就是一种光的折射现象。

还有在沙漠中，有时会看到远处出现虚幻的城市景象，这就是海市
蜃楼。

它是由于不同高度的空气温度和密度不同，导致折射率不同，
从而使光线发生折射和全反射，形成了远处物体的虚像。

2、水中的鱼看起来比实际位置浅
当我们在河边看水中的鱼时，由于光的折射，我们看到的鱼的位置
比实际位置要高一些。

如果我们想要钓到鱼，就需要瞄准鱼的下方。

3、三棱镜分光
三棱镜可以将白光分解成七种颜色的光，这也是光的折射现象。

不
同颜色的光在玻璃中的折射率不同，因此折射后的方向也不同，从而
实现了分光。

总之，光的折射是一种非常有趣和重要的光学现象。

它不仅让我们
看到了许多奇妙的景象，还在现代科技中有着广泛的应用。

通过对光
折射的学习，我们可以更好地理解自然界中的各种光学现象，也为我
们探索更多的科学奥秘打下基础。