光的折射定律
光的折射定律及光的全反射
光的折射定律及光的全反射光是一种电磁波,具有波粒二象性,既可以传播作为波动,也可以表现为光子粒子。
当光传播的时候,会遇到不同介质的边界,这时就会出现光的折射和全反射现象。
光的折射定律和光的全反射是研究光在不同介质传播过程中重要的规律。
一、光的折射定律当光从一种介质射向另一种介质并发生折射时,光线在界面上发生折射,折射光线的传播方向会发生改变。
根据实验观察和数学推导,得到了光的折射定律,即斯涅尔定律。
光的折射定律表达了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的关系。
根据光的折射定律,可以得到如下公式:n1sinθ1 = n2sinθ2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。
从光的折射定律可以看出,光在从光疏介质射向光密介质时,折射角会小于入射角;光从光密介质射向光疏介质时,折射角会大于入射角。
这是因为光在不同介质中传播时,其速度发生改变,从而导致折射角的变化。
光的折射定律不仅解释了折射现象,还可以用于计算折射率、入射角度和折射角度之间的关系。
通过光的折射定律,人们可以推断出光在不同介质中的传播路径和传播性质。
二、光的全反射当光从光密介质射向光疏介质时,如果入射角大于临界角,就会发生光的全反射现象。
在全反射时,光线完全被反射回入射介质中,不再传播进入下一个介质。
光的全反射是一种光的传播方式,只有在特定条件下才会发生。
当光从光密介质射向光疏介质时,如果入射角超过一个特定的临界角,那么光将无法穿过界面,而是全部被反射回原介质。
这个临界角取决于两个介质的折射率,可以通过光的折射定律进行计算。
全反射现象在光学的实际应用中有重要意义。
例如光纤通信中,利用光的全反射使光信号能够在光纤内部长距离传播。
此外,还有各种光学仪器和光学设备中也常常利用光的全反射现象来实现光的传输和控制。
总结:光的折射定律和光的全反射是光在不同介质中传播过程中的重要规律。
光的折射定律描述了光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的关系,可以用于计算入射角度和折射角度之间的变化。
光的折射定律
一长方形孔,孔宽20cm,孔内装有一块厚度与坦克
壁厚相同的折射玻璃,要使坦克内的战士在孔中心
O点视角为1800,则玻璃的折射率为( D )
A、1.5
B、1.6
C、1.8
D、2.0 坦 克 外 部
坦 克 O内 部
天空中总美所丽周的知彩,虹红是花还怎需样绿形叶成配的,呢那它?们
的颜色是怎样呈现的呢?
由实验可知:白光通过三棱镜会形成由红到紫七种
阳光射入小水滴, 即从空气这种媒质进入 水这种媒质,发生一次 折射,由于构成白光的 各种单色光的折射率不 同,紫光波长最短,其 折射率最大,红光波长 较长,其折射率最小,
其余各色光则介乎其间。因此,光线在小水滴内产生分光现象, 各色光同时在小水滴继续传播,遇到水滴的另一界面时被反射
回来,重新经过小水滴内部,出来时再一次发生折射回到空 气中。这样,阳光在小水滴中进行了两次折射和一次全反射 就被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光。当空 气中的小水滴数量很多时,阳光通过这些小水滴,经过反射 和折射作用,射出来的光集中在一起,天空中美丽的彩虹就 形成了。
颜色 波长 频率v 通过棱镜的偏折程度 同一介质中的折射率 同一介质中的速度
红橙黄绿蓝靛紫
大
小
低
高
小
大
小
大
大
小
如图所示,一束红光和一束蓝光平行入射到三棱镜上,经
棱镜折射后,交会在屏上同一点,若n1和n2分别表示三棱
镜对红光和蓝光的折射率,则有( B )
A.n1<n2,a为红光,b为蓝光 B.n1<n2,a为蓝光,b为红光 C.n,>n2,a为红光,b为蓝光 D.n1>n2,a为蓝光,b为红光
n sin i sin r
初中物理光的折射定律知识点详解
初中物理光的折射定律知识点详解光的折射定律是物理学中一项重要的基本定律,用于描述光在两种介质之间传播时的偏折现象。
本文将详细介绍初中物理中与光的折射定律相关的知识点。
一、光的折射定律的基本概念光的折射定律是指光由一种介质射向另一种介质时,光线在两种介质交界处发生偏折的现象。
根据实验观察和推演,我们得出了光的折射定律的基本表达式:光的入射角(θ₁)与光的折射角(θ₂)之间的比值等于两种介质的折射率之比,即“光的入射角的正弦与光的折射角的正弦成比例”。
二、折射率的概念和计算方法介质的折射率是指光在该介质中传播速度与真空中传播速度的比值,通常用字母n表示。
根据光的折射定律,我们可以得到计算折射率的公式:n = sin(θ₁) / sin(θ₂)。
其中,θ₁为光线入射到介质的角度,θ₂为光线折射出介质的角度。
三、折射率的特性和影响因素1. 折射率与介质的性质相关:不同介质具有不同的折射率,其数值大小与介质的光密度和光的传播速度有关。
2. 光从光密度较小的介质射向光密度较大的介质时,折射率大于1;光从光密度较大的介质射向光密度较小的介质时,折射率小于1。
3. 折射率与入射角的关系:入射角越大,折射率越小,光线偏折的程度越大。
四、实验验证光的折射定律为了验证光的折射定律,我们可以进行简单的实验。
首先,我们准备一个透明介质的棱镜和一束入射光。
将光线从空气中垂直射向棱镜,观察光线入射和折射时的角度。
通过测量角度并运用光的折射定律公式,可以验证光的折射定律。
五、实际应用与光的折射定律光的折射定律在生活中有许多实际应用,下面列举一些例子:1. 棱镜可以将白光分解成七种颜色,实现光的色散效果。
2. 人眼中的角膜和晶状体对光的折射也遵循光的折射定律,使我们能够看到清晰的图像。
3. 透镜是基于光的折射定律原理设计的,用于眼镜、相机镜头等光学装置。
4. 太阳光射入水面时,光线发生折射和反射,形成美丽的色彩效果。
光的折射定律是光学研究的重要内容,对于理解光的传播和光学器件的设计至关重要。
光的折射规律
光的折射规律光的折射是光线由一种介质传播到另一种介质时方向的改变。
这种现象是由于光在不同介质中传播速度的改变而引起的。
光的折射规律描述了光线在两种介质之间折射时的变化规律,被广泛应用于光学、物理、天文学等领域。
光的折射规律最早由伽利略和斯涅尔提出,并由伽利略和菲涅尔分别独立给出数学公式来描述。
这一规律也被称为斯涅尔定律或菲涅尔定律,它可以总结为一个简洁的表达式:入射角的正弦与折射角的正弦之比在两个介质中是一个常量,即入射角的正弦与折射角的正弦之比等于两种介质的折射率之比。
这个常量被称为折射定律。
折射定律可以用以下公式表示: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的大小。
根据折射定律,可以得出一些重要的结论。
首先,当光从一个介质中斜入射到另一个介质中,折射角会发生变化。
入射角和折射角之间的关系可以通过折射定律来确定。
其次,光从光密介质(如水或玻璃)射入光疏介质(如空气)时,折射角大于入射角。
这种情况下,光线被向法线弯曲。
相反,当光从光疏介质射入光密介质时,折射角小于入射角,光线被远离法线弯曲。
另外,当入射角为0时,光线垂直入射,不发生折射。
而当入射角接近90度时,折射角会趋近于90度,光线几乎沿着界面平面行进。
值得注意的是,对于每一种介质,都有一个特定的折射率,该值表示光在该介质中的传播速度相对于真空的比值。
不同介质的折射率不同,这是光线折射的基础。
光的折射规律在光学领域有着广泛的应用。
例如,在透镜的设计和制造中,折射规律被用来确定镜片的形状和曲率,以使得光线能够被聚焦或分散。
在眼镜制造中,折射规律被用来校正近视或远视等眼睛屈光不正问题。
此外,折射规律还在光纤通信、显微镜、望远镜等光学仪器的设计和应用中扮演重要角色。
总之,光的折射规律是光学研究中的基础原理之一。
它描述了光在不同介质中传播时方向的改变,并由折射定律提供了数学表达方式。
光的折射规律在多个学科领域有着广泛的应用,对我们理解和利用光的传播行为具有重要意义。
光的折射定律
光的折射光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播速度发生改变,从而使光线在不同介质交界处发生偏折。
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,而折射光线则进入到另一种介质中,由于光在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。
注意:在两种介质的交界处,既发生折射,同时也发生反射。
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同。
光从真空射入某种介质发生折射时,入射角的正弦玉折射角的正弦之比,叫做这种介质的绝对折射率,简称折射率。
光的折射定律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(密度大的一方)小于入射角(密度小的一方);(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)4、当光线从其他介质射入空气时,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,在空气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,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、在光的折射中,光路是可逆性的。
3、不同介质对光的折射本领是不同的。
空气>水>玻璃(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。
光的折射定律
B.θ>45°
C.θ=45
D .条件不足,无法判断
例:光线以30°的入射角从玻璃射向空 气,它的反射光线与折射光线成90 °夹
角,则玻璃的折射率为 3 ?
r
空气
玻璃
βi
例:光在某种介质中的传播速度是 2.122×108m/s,当光线以30°入 射角由该介质射入空气时,折射角 为多少?
n 大于 1 n 小于 1
折射光路也是可逆的
i
空气
水
r
二、介质的折射率
在物理学中,把光从真空射入 某种介质发生折射时,入射角i 与折射角r的正弦值之比值,叫 做这种介质的折射率。
n sin i sin r
光的折射定律
二、介质的折射率
n sin i sin r
由波的折射定律可以得出:
n v1 c v2 v
③当光从空气斜射入 水或玻璃中时,折射 角小于入射角
④当光从水或玻璃斜
射入空气中时,折射
角大于入射角
空
气
⑤当入射角增大
水
时,折射角也随
着增大
人类经历了一千多年的时间,从积累的入射角i和 折射角r的数据中寻求两者之间的定量关系。
⑥入射角的正弦和折射 角的正弦成正比
sin i n sin r
空气 水 水 空气
45°
n sin i sin r
把i和n的值代入可得r=300,从而有β=i-r=300 由几何关系得:
2 AB=AC/cosr=
3L
d=ABsinβ=
3L
3
3
tABAB.c2L
v
nc
光的折射定律
问题:怎样测定物体的折射率?
玻璃是一种透明介质,光从空 气入射到玻璃的界面上会发生折射, 如何把玻璃的折射率测出来?
光的折射定律
o o
空气 玻璃砖
空气
海
光 的 折 射
这是什么 现象?
市 蜃 楼
怎样形成的?
书本P26光污染 书本P26光污染
思考:光路图对吗?
1 2
玻璃砖
错
思考:光路图对吗?
玻璃砖
对!
思考 池水变浅了, 池水变浅了, 为什么? 为什么?
思考
在岸上看水中的鱼,看到的鱼的位置比 在岸上看水中的鱼, 实际位置高还是低?如果你要叉中鱼, 实际位置高还是低?如果你要叉中鱼, 该往哪里叉? 该往哪里叉?
光 的 折 射 规 从玻璃中斜射入空气中 律 光从玻璃中斜射入空气中,折射光线
将偏离法线,折射角大于入射角。 将偏离法线,折射角大于入射角。
折射定律
1、入射光线、折射光线与法线在同 入射光线、折射光线与法线在同 一平面内 一平面内; 折射光线和入射光线分居 分居法线 2、折射光线和入射光线分居法线 的两侧; 的两侧; 光从空气斜射入水或玻璃时, 3、光从空气斜射入水或玻璃时, 折射角小于入射角. 小于入射角 折射角小于入射角. 当光线垂直射向介质表面时, 垂直射向介质表面时 4、当光线垂直射向介质表面时, 传播方向不改变。 传播方向不改变。
加水
光 的 折 射 规 律
入 射 光 线
法线
空气
界 面
0
折 射 光 线
光 的 折 射 规 律
光折射时,折射光线、入射光线、 光折射时,折射光线、入射光线、 法线在同一平面 同一平面内 法线在同一平面内。
光 的 折 射 规 律
折射光线和入射光线分别位 法线两侧。 于法线两侧。
光 的 折 射 规 律
思考
用激光去照鱼时, 用激光去照鱼时,为了能使激光找到 鱼上, 鱼上,应使激光对准哪里 ?
光的折射和折射定律
光的折射和折射定律光的折射是指当光线从一种介质传播到另一种介质时,由于介质的不同密度和折射率不同,光线会发生偏折的现象。
折射定律则描述了光线在折射过程中的行为规律。
本文将详细介绍光的折射和折射定律的相关概念、原理以及实际应用。
一、光的折射概念光的折射现象是由于光传播介质的密度和折射率不同,导致光线在传播过程中会改变传播方向和传播速度。
光线通过界面面前的入射角和折射角之间的关系,可以确定光线在界面上的偏折程度。
二、折射定律的表达折射定律可以用数学公式来表达,即:入射角的正弦值与折射角的正弦值成正比。
这个定律可以用下面的公式表示:n1sinθ1= n2sinθ2其中,n1和n2分别表示两种介质的折射率,θ1和θ2分别表示光线的入射角和折射角。
三、光的折射规律1. 光从光密介质向光疏介质折射时,入射角小于折射角,光线向法线的方向偏离,折射角变大。
2. 光从光疏介质向光密介质折射时,入射角大于折射角,光线向法线的方向偏移,折射角变小。
四、折射定律的实际应用光的折射定律在实际生活中有许多应用,在光学、摄影、无线通信等领域都有着重要的意义。
1. 透镜的工作原理:透镜通过改变光线的折射使光线发生偏折,从而实现对光的聚焦,进而实现物体的放大和缩小,是摄影、显微镜、望远镜等光学仪器的基础。
2. 光纤通信:光纤通信是一种高速传递信息的技术,通过利用光的折射定律,将信号通过光纤中的光线进行传播。
由于光纤的折射率很高,所以光信号在光纤中传播非常迅速,并且几乎不会发生信号衰减,因此光纤通信成为现代通信领域中最重要的技术之一。
3. 折射望远镜:望远镜利用镜片和透镜使光线发生折射,使得远处的物体能够被放大到人眼所能观察到的范围内。
折射望远镜的基本原理是通过物镜的聚光和目镜的放大来实现光线的折射和图像的放大,从而达到观察远处天体的目的。
五、总结光的折射是光线由一种介质传播到另一种介质时所发生的现象,光的折射定律描述了光线在折射过程中的行为规律。
光学光的折射和反射定律
光学光的折射和反射定律光学是研究光的传播、反射、折射和干涉等现象的科学。
在光学中,折射和反射是两个重要的定律,它们揭示了光在不同介质中传播时的行为。
一、光的反射定律光的反射是指入射光束遇到物体表面时,一部分光被物体表面弹回。
根据光的反射规律,光的入射角、反射角和法线三者在同一平面上,而且反射角等于入射角。
反射定律可以用数学公式表示如下:入射角(i) = 反射角(r)其中,入射角是指入射光束与法线的夹角,反射角是指反射光束与法线的夹角。
二、光的折射定律光的折射是指光从一个介质传播到另一个介质时,由于介质的不同,光的传播方向和速度都会发生变化。
根据光的折射规律,光的入射角、折射角和介质的折射率之间存在一定的关系。
光的折射定律可以用数学公式表示如下:n₁sin(i) = n₂sin(r)其中,n₁和n₂分别是两个介质的折射率,i是光的入射角,r是光的折射角。
根据折射定律,光由光密介质(折射率较小)传播到光疏介质(折射率较大)时,折射角会变大,光的传播方向向法线外弯曲;反之,光由光疏介质传播到光密介质时,折射角会变小,光的传播方向向法线内弯曲。
折射定律在实际生活中有很多应用,例如折射望远镜、眼镜的制作等。
折射定律的发现对于人类认识光的传播提供了重要的理论基础。
三、光的思考光的折射和反射定律是光学中的基本定律,它们对于解释光的传播和反射现象具有重要的意义。
这两个定律的发现和应用不仅在科学研究中有着重要的价值,也在日常生活中有着广泛的应用。
通过学习光的折射和反射定律,我们可以深入了解光的行为规律,并应用于实际问题的解决。
例如,当光从水面射入空气中时,我们可以根据折射定律计算光的传播方向和角度,从而解释为何在水中看到的物体位置与实际位置有所偏差。
总结起来,光的折射和反射定律是光学中的重要内容,它们揭示了光在不同介质中传播时的行为。
通过研究和应用这些定律,我们可以更好地理解和利用光的性质,从而推动科学的发展和实际问题的解决。
光的折射定律
考点一 光的折射定律1.折射定律(1)内容:如图1所示,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 .(3)在光的折射现象中,光路是可逆的. 2.折射率(1)折射率是一个反映介质的光学性质的物理量. (2)定义式:n =sin θ1sin θ2.(3)计算公式:n =cv ,因为v <c ,所以任何介质的折射率都大于1.(4)当光从真空(或空气)射入某种介质时,入射角大于折射角;当光由介质射入真空(或空气)时,入射角小于折射角. 3.折射率的理解(1)折射率由介质本身性质决定,与入射角的大小无关.(2)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. (3)同一种介质中,频率越大的色光折射率越大,传播速度越小.1.[折射率的计算](2015·安徽理综·18)如图2所示,一束单色光从空气入射到棱镜的AB 面上,经AB 和AC 两个面折射后从AC 面进入空气.当出射角i ′和入射角i 相等时,出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ.已知棱镜顶角为α,则计算棱镜对该色光的折射率表达式为( ) A.sin α+θ2sin α2 B.sinα+θ2sin θ2 C.sin θsin (θ-α2) D.sin αsin (α-θ2)2.[光的色散](2015·重庆·11(1))虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的,可用白光照射玻璃球来说明.两束平行白光照射到透明玻璃球后,在水平的白色桌面上会形成MN 和PQ 两条彩色光带,光路如图3所示.M 、N 、P 、Q 点的颜色分别为( )A .紫、红、红、紫B .红、紫、红、紫C .红、紫、紫、红D .紫、红、紫、红考点二 全反射现象1.定义:光从光密介质射入光疏介质,当入射角增大到某一角度时,折射光线将消失,只剩下反射光线的现象. 2.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.3.临界角:折射角等于90°时的入射角.若光从光密介质(折射率为n )射向真空或空气时,发生全反射的临界角为C ,则sin C =1n.介质的折射率越大,发生全反射的临界角越小.3.[全反射现象](2014·福建·13)如图,一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖,O 点为该玻璃砖截面的圆心,下图能正确描述其光路的是( )4.[全反射现象的应用](2014·重庆·11(1))打磨某剖面如图4所示的宝石时,必须将OP 、OQ 边与轴线的夹角θ切磨在θ1<θ<θ2的范围内,才能使从MN 边垂直入射的光线,在OP 边和OQ 边都发生全反射(仅考虑如图所示的光线第一次射到OP 边并反射到OQ 边后射向MN 边的情况),则下列判断正确的是( )A .若θ>θ2,光线一定在OP 边发生全反射B .若θ>θ2,光线会从OQ 边射出C .若θ<θ1,光线会从OP 边射出D .若θ<θ1,光线会在OP 边发生全反射5.[利用全反射求折射率](2015·海南单科·16(2))一半径为R 的半圆柱形玻璃砖,横截面如图5所示.已知玻璃的全反射临界角γ(γ<π3).与玻璃砖的底平面成(π2-γ)角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上.经柱面折射后,有部分光(包括与柱面相切的入射光)能直接从玻璃砖底面射出.若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光.求底面透光部分的宽度.考点三 光路控制问题平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向,但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后,出射光线向棱镜底边偏折圆界面的法线是过圆心的直线,经过两次折射后向圆心偏折全反射棱镜,改变光的特别提醒 不同颜色的光的频率不同,在同一种介质中的折射率、光速也不同,发生全反射现象的临界角也不同.6.[平行玻璃砖对光路的控制]如图6所示,两细束平行的单色光a 、b 射向同一块玻璃砖的上表面,最终都从玻璃砖的下表面射出.已知玻璃对单色光a 的折射率较小,那么下列说法中正确的有( )A .进入玻璃砖后两束光仍然是平行的B .从玻璃砖下表面射出后,两束光不再平行C .从玻璃砖下表面射出后,两束光之间的距离一定减小了D .从玻璃砖下表面射出后,两束光之间的距离可能和射入前相同8.[三棱镜对光路的控制]如图7所示,一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上,经折射后交于光屏上的同一个点M ,若用n 1和n 2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率,下列说法中正确的是( ) A .n 1<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9.[球对光路的控制]雨过天晴,人们常看到天空中出现彩虹,它是由阳光照射到空中弥漫的水珠上时出现的现象.在说明这种现象时,需要分析光线射入水珠后的光路,一细束光线射入水珠,水珠可视为一个半径为R =10 mm 的球,球心O 到入射光线的垂直距离为d =8 mm ,水的折射率为n =43.(1)在图8中画出该束光线射入水珠后,第一次从水珠中射出的光路图; (2)求这束光线从射向水珠到第一次射出水珠,光线偏转的角度.1.(2015·新课标Ⅱ·34(1))(多选)如图9,一束光沿半径方向射向一块半圆柱形玻璃砖,在玻璃砖底面上的入射角为θ,经折射后射出a 、b 两束光线.则________.图9A .在玻璃中,a 光的传播速度小于b 光的传播速度B .在真空中,a 光的波长小于b 光的波长C .玻璃砖对a 光的折射率小于对b 光的折射率D .若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大,则折射光线a 首先消失E .分别用a 、b 光在同一个双缝干涉实验装置上做实验,a 光的干涉条纹间距大于b 光的干涉条纹间距 答案 ABD2.(2015·福建理综·13)如图10,一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a 、b ,波长分别为λa 、λb ,该玻璃对单色光a 、b 的折射率分别为n a 、n b ,则( )图10A .λa <λb ,n a >n bB .λa >λb ,n a <n bC .λa <λb ,n a <n bD .λa >λb ,n a >n b答案 B3.(2014·北京·20)以往,已知材料的折射率都为正值(n >0).现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料,其折射率可以为负值(n<0),称为负折射率材料,位于空气中的这类材料,入射角i与折射角r依然满足sin isin r=n,但是折射线与入射线位于法线的同一侧(此时折射角取负值).现空气中有一上下表面平行的负折射率材料,一束电磁波从其上表面射入,下表面射出.若该材料对此电磁波的折射率n=-1,正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是()答案 B4.一束白光从顶角为θ的一边以较大的入射角i射入并通过三棱镜后,在屏P上可得到彩色光带,如图11所示,在入射角i逐渐减小到零的过程中,假如屏上的彩色光带先后全部消失,则()图11A.红光最先消失,紫光最后消失B.紫光最先消失,红光最后消失C.紫光最先消失,黄光最后消失D.红光最先消失,黄光最后消失答案 B5.(2014·新课标Ⅱ·34(2))一厚度为h的大平板玻璃水平放置,其下表面贴有一半径为r的圆形发光面.在玻璃板上表面放置一半径为R的圆纸片,圆纸片与圆形发光面的中心在同一竖直线上.已知圆纸片恰好能完全遮挡住从圆形发光面发出的光线(不考虑反射),求平板玻璃的折射率.。
光的折射与反射规律
光的折射与反射规律光是一种电磁波,具有粒子性和波动性。
在传播过程中,光线与介质的界面会发生折射和反射现象。
折射是指光线由一种介质射入另一种介质时改变传播方向的现象,而反射是指光线遇到界面时一部分光线被反弹回原来介质中的现象。
本文将详细介绍光的折射与反射规律。
一、光的折射规律光的折射规律是由荷兰科学家斯涅尔在17世纪提出的。
他发现,当光线从一种介质射入另一种介质时,入射角、折射角和两种介质的折射率之间存在一定的关系。
1. 折射定律当光线从一种介质射入另一种介质中时,入射角i和折射角r之间满足以下关系,即折射定律:n1*sin(i) = n2*sin(r)其中,n1和n2分别是光线所在介质的折射率。
折射定律表明,入射角和折射角的正弦比与两种介质的折射率之比相等。
2. 折射率折射率是介质对光的传播速度的相对衡量。
光在不同介质中的传播速度不同,导致光线在不同介质中的波长和频率发生改变。
折射率决定了光线在介质中传播的速度以及光线的折射角度。
二、光的反射规律光线在遇到界面时会发生反射现象。
反射是指一部分光线从界面上的衍射点发射出来,保持与入射光线相同的角度和方向。
1. 反射定律光线的反射定律也是由斯涅尔提出的。
它规定了入射角i和反射角θ之间的关系:i = θ反射定律表明,入射角和反射角相等,光线在反射时会按照与入射角度相同的角度反射回原来的介质中。
2. 镜面反射与漫反射光线在遇到光洁、平整的界面时发生镜面反射,即光线按照相同的角度反射。
而在遇到粗糙表面时,光线会发生漫反射,即光线沿各个方向均匀地反射。
三、实际应用光的折射和反射规律在生活中有很多实际应用。
下面将介绍一些常见的应用。
1. 凸透镜与凹透镜透镜是一种能够使光线发生折射的光学元件。
凸透镜使光线向中心聚焦,因此在显微镜和照相机中得到广泛应用。
而凹透镜使光线发散,可以用于眼镜和望远镜中。
2. 光纤通信光纤通信是一种利用光的折射特性进行信息传输的技术。
光纤内部的光线经过多次反射,几乎不会损失,能够实现长距离、高速率的信息传输。
光的折射定律与折射率
光的折射定律与折射率光的折射定律是描述光在介质中传播时发生折射时的行为的定律。
它是一种关系光线的入射角度、折射角度和介质的折射率之间的简单数学表达。
光的折射定律可以用以下数学关系表示:\[ \frac{{\sin i}}{{\sin r}} = \frac{{n_2}}{{n_1}} \]其中,\(i\) 是光的入射角度,\(r\) 是光的折射角度,\(n_1\) 和 \(n_2\) 分别是光线所在的两个介质的折射率。
折射率是一个物质的光学特性参数,它表示了光在该物质中传播时的速度。
根据光的折射率的定义,我们可以得到折射率的数学表达式:\[ n = \frac{{c}}{{v}} \]其中,\(n\) 是折射率,\(c\) 是真空中的光速,\(v\) 是物质中的光速。
折射率与介质的性质密切相关,不同物质的折射率不同。
对于常见的物质,它们的折射率一般会随着光的波长而变化。
光的折射定律和折射率在我们的日常生活和科学研究中都具有重要的应用价值。
首先,光的折射定律可以解释光在水面上产生的折射现象。
当光从空气中以一定角度射入水中时,由于水的折射率高于空气,光线会发生折射。
这就是我们常见的光线在水面上“弯曲”的现象,也是水中物体看起来位置发生变化的原因。
其次,光的折射定律和折射率也是光学仪器设计的基础。
根据光的折射定律,我们可以计算出光线在透镜或棱镜等光学元件中的传播路径和折射角度,从而实现对光线的控制和聚焦。
这为光学仪器的设计和制造提供了理论依据。
此外,光的折射定律和折射率还被广泛应用于材料科学和光学通信等领域。
通过控制材料的折射率或设计特定的光学结构,人们可以制造出具有特殊光学性能的材料和器件,如光纤、光学薄膜等。
这为实现更高效的光学传输和光学信息处理提供了重要基础。
总结起来,光的折射定律与折射率是描述光在介质中传播时的行为和光学性质的重要定律和参数。
它们对于理解光的传播规律、解释自然现象和推动科学技术发展都具有重要作用。
光的折射定律与光速知识点总结
光的折射定律与光速知识点总结光是一种电磁波,它在不同介质中传播时会发生折射现象。
而折射现象的描述和解释需要借助光的折射定律。
除此之外,光的传播速度也是一个重要的物理知识点。
本文将围绕光的折射定律和光速展开讨论,总结相关的知识点。
一、光的折射定律光的折射定律是描述光在从一种介质进入另一种介质时发生折射的现象的定律。
这个定律由斯涅尔(Snell)在17世纪提出,被称为“斯涅尔定律”或“光的折射定律”。
光的折射定律可以用以下的数学表达式表示:n1*sin(θ1) = n2*sin(θ2)其中,n1和n2分别代表两种介质的折射率,θ1和θ2分别代表光线与法线之间的入射角和折射角。
根据这个定律,当光线从光疏介质(折射率较小)进入光密介质(折射率较大)时,入射角θ1和折射角θ2的关系为:入射角大于折射角;反之,当光线从光密介质进入光疏介质时,入射角小于折射角。
光的折射定律揭示了光在不同介质间传播时路径的偏折,这对于解释许多光学现象,如光在水中弯曲、珍珠在水中显得折断等,提供了理论基础。
二、光速光速是光在真空中传播的速度,被常数c表示,并被国际上认可的数值为299,792,458米/秒。
光速是一个极其重要的物理常量,它的值影响和决定了光在不同介质中的传播速度。
当光从一种介质传播到另一种介质时,其传播速度会发生改变,这是由于不同介质中的折射率不同所导致的。
光在真空中的传播速度是所有速度中最快的,这意味着任何物体都无法超越光速。
根据狭义相对论的理论,当物体的速度接近光速时,会发生一系列的奇特现象,如时间的减慢、质量增加等。
总结:光的折射定律和光速是光学中的重要知识点。
光的折射定律通过数学表达式描述了光线在不同介质中的折射现象,为解释光的传播提供了理论基础。
光速是光在真空中传播的速度,它的值决定了光在不同介质中的传播速度。
光速的限制也导致了许多相对论效应的产生。
通过学习光的折射定律和光速的相关知识,我们能够更好地理解光的传播行为和光学现象的产生机制。
光的折射与折射定律
光的折射与折射定律折射是光线从一种介质进入另一种介质时发生的现象,而折射定律是描述折射现象的基本规律。
本文将对光的折射与折射定律进行探讨。
1. 折射现象的解释当光线从一种介质进入具有不同折射率的另一种介质时,光线的传播方向会发生改变,这一现象称为光的折射。
折射现象可以用光传播速度的差异来解释,因为不同介质中的光速度不同。
2. 折射定律的表述折射定律描述了光线在发生折射时的行为。
根据折射定律,入射光线、折射光线与法线之间的夹角之比等于两种介质的折射率之比。
数学表达为:n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂,其中n₁和n₂分别表示两种介质的折射率,θ₁和θ₂分别表示入射角和折射角。
3. 折射定律的实际应用折射定律在实际生活和科学研究中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景:(1) 光的折射在光学仪器中的应用:光学仪器如望远镜、显微镜和光纤等都利用了光的折射现象。
通过合理设计折射系统,可以使光线聚焦或者通过一定的路径传播,以实现物体的观测或信息的传输。
(2) 光的折射在大气光学中的应用:大气光学研究大气中的光传播、散射和折射等现象,对大气的质量、透明度等提供了重要指标。
光的折射定律被用于解释大气中的光线弯曲、彩虹的形成以及太阳、月亮在地平线上的观测等现象。
(3) 光的折射在眼睛中的应用:人眼中的角膜和晶状体等部分也可以看作是光的折射系统。
这些透明的组织使得光线在进入眼球时发生折射,最终成像在视网膜上,从而实现了视觉的感知。
(4) 光的折射在水下观测中的应用:在水下观测、潜水等活动中,光在水中的折射是需要考虑的因素。
由于光的折射,水中的物体看起来位置和形状都会发生变化,这也是为什么潜水员在水下观测物体时需要做适当的修正。
4. 折射的特殊情况:全反射当入射光线从光密介质射向折射率较低的光疏介质时,入射角小于临界角时,发生全反射现象。
全反射是光的折射定律在特殊情况下的结果。
全反射在光纤通信技术中得到了广泛应用,使得光信号可以在光纤中长距离传输。
光的折射与折射定律
光的折射与折射定律光是一种电磁波,它在传播过程中会遇到介质的改变,从而发生折射现象。
光的折射现象在日常生活中随处可见,例如光在水面上的折射、眼睛中的折射等。
折射现象背后的科学原理可以通过折射定律来解释和描述。
本文将探讨光的折射现象以及折射定律的原理。
一、光的折射现象当光从一种介质传播到另一种具有不同光密度的介质时,将改变光的传播方向,这种现象被称为光的折射。
光的折射现象可以通过将一根铅笔放入水中观察到,可以看到铅笔在水中呈现一种弯曲的形状。
这是由于光在从空气进入水中时发生了折射所致。
二、斯涅尔定律斯涅尔定律是描述光折射现象的基本定律,由17世纪荷兰科学家斯涅尔提出。
斯涅尔定律可以用以下公式来表示: n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂其中,n₁和n₂分别代表两种介质的折射率,θ₁和θ₂分别代表光线与法线的夹角。
法线是垂直于介质表面的直线。
三、实验验证为了验证斯涅尔定律,可以进行一系列实验。
首先,需要准备一块玻璃板和一束入射光。
将玻璃板放在光路上,调整入射角度,并通过移动望远镜观察折射光线。
记录下不同入射角度和折射角度的数值。
通过比较实验数据和斯涅尔定律中的公式计算结果可以发现,实验数据和理论计算结果非常接近,验证了斯涅尔定律的准确性。
四、折射率折射率是介质对光的折射能力的度量。
折射率可以用数值来表示,不同的介质具有不同的折射率。
空气的折射率约为1,而水的折射率约为 1.33。
折射率越大,光在介质中的传播速度越慢。
五、应用光的折射现象及折射定律在现实生活中有着广泛的应用。
例如,光学镜头通过折射现象将光线聚焦或散开,实现放大或缩小的功能。
光纤通信中利用光的折射特性将信息以光信号的形式传输。
此外,折射定律还在光学设计和材料研究领域有着重要的应用。
结论光的折射现象与折射定律是光学领域中重要的基础知识。
通过对光的折射现象的研究,我们能够更好地理解光的传播规律以及介质对光传播的影响。
折射定律的准确性和实用性使其在科学研究和实际应用中得到广泛运用。
光的折射定律
光的折射定律光的折射定律是描述光线从一种介质射入另一种介质时偏折的规律。
根据光的折射定律,光线在两种介质之间传播时,入射角、折射角和介质折射率之间存在一定的关系。
1. 光的折射定律的表述光的折射定律可以用以下数学表达式来表示:n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂其中,n₁和n₂分别代表两种介质的折射率,θ₁和θ₂分别代表光线射入和折射的角度。
该定律可以简洁地描述了光线传播时的偏折规律。
2. 折射率的定义折射率是描述光在介质中传播速度变化的物理量。
折射率越大,光在介质中传播的速度就越慢。
不同介质具有不同的折射率,因此光在不同介质中传播时会发生偏折。
3. 光的入射角和折射角入射角是指光线射入介质的角度,而折射角则是光线在介质中传播时与法线的夹角。
根据光的折射定律,入射角和折射角之间的关系由折射率决定。
4. 折射定律的应用折射定律在实际生活中有许多应用。
其中最典型的就是光在透明介质中的传播,例如光线穿过玻璃或水中的折射现象。
这些现象使我们能够观察到折射率的差异所导致的光线偏折。
5. 折射定律与斯涅尔定律斯涅尔定律是光的折射定律的一种特例,描述了光从一个介质射入另一个介质时的特定情况。
斯涅尔定律表述为:n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂ =n₃sinθ₃,其中n₁、n₂和n₃分别为相邻介质的折射率,θ₁、θ₂和θ₃分别为光线入射、折射和反射的角度。
斯涅尔定律同时考虑了折射和反射两种情况。
6. 光的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,如果入射角大于临界角,光线将会发生全反射。
全反射是光的折射现象的特殊情况,其中光线在界面上发生完全的反射而不发生折射。
这种现象在光纤通信中得到广泛应用。
光的折射定律是光学中的基本定律,它揭示了光在线传播过程中的关键规律。
通过了解光的折射定律,我们可以更好地理解光的传播、折射和反射现象,并应用于实际生活和科学研究中。
光的折射定律的内容和口诀都是什么
光的折射定律的内容和口诀都是什么三线共面,法线居中,速大角大,光路可逆。
光的折射定律: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。
光的折射定律的原理折射定律由荷兰数学家斯涅尔发觉,是在光的折射现象中,确定折射光线方向的定律。
当光由第一媒质(折射率为n1)射入其次媒质(折射率n2)时,在平滑界面上,部分光由第一媒质进入其次媒质后即发生折射。
试验指出:(1)折射光线位于入射光线和界面法线所打算的平面内;(2)折射线和入射线分别在法线的两侧;(3)入射角i的正弦和折射角i′的正弦的比值,对折射率肯定的两种媒质来说是一个常数。
浅显的说,就是光从光速大的介质进入光速小的介质中时,折射角小于入射角;从光速小的介质进入光速大的介质中时,折射角大于入射角。
光的折射定律口诀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、折射角的正弦与入射角的正弦之比为常数(折射定律)。
当光线从空气斜射入其它介质时,折射角小于入射角。
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,由于在真空中光不能发生偏折),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。
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分析:
自P点射向空气中的光 线PA和PB
在水面处发生了折射, 折射光线是AQ与BQ/
Q Q/ B A 空气
眼睛对着折射光 线看去,觉得光 好像是从水中P/点 射出来的。
P/点在P点的上方
P/
水
P
A/
A
空气
B
水
P
Q
一:画出下列图中的折射光线
N 空 气 Q N/ 水
P
2 长河落日圆”的壮美诗句, 诗人观察到的落日并不是 太阳的实 际位置,而是光 线经过不均匀大气时发生 折射 而成的像,如图 了______ 1-2-1所示 ,太阳实际在 乙 位置(选填“甲” 图中______ 或“乙”) 3 1-2-2所示是光从 空气斜射入玻璃的光路图, 50 由图可知,反射角是____ 30 度. 度,折射角是____
5
sinθ 1/sinθ
2
1.49
1.49 1.49 1.49
1.49 1.51 1.50
300 400 500 800
19.60 25.20 30.70 40.60
入射角正弦和折射 角正弦比值相等
6 7 8
1.53 1.59 1.63 1.97
1.51
=
n
3.光的折射定律 同一平面 内,折 折射光线与入射光线、法线处在__________ 法 射光线与入射光线分别位于 _____ 的两侧;入射角 线 ,即____________ sinθ1/sinθ2 正比 的正弦与折射角的正弦成_____ =n. 思考:入射角的正弦与折射角的正弦的比为常 数,它跟什么因素有关呢?
第四章 光的折射
第一节 光的折射定律
光的反射和折射
光射到两种介质的分界面时,能进入另一种介 质,同时又回到原来的介质。这样的现象分别叫光 的折射和反射
一、光的反射
光射到介质1、介质2的界面时,一部分光返回到 法线 介质1的现象 A B
入射光线 入射角 反射角 反射光线
平面镜 (1)反射光线、入射光线、法线共面 (2)反射角等于入射角(光线与法线的夹角)
A
N α β
O
B
四线共面,
二角相等.
N’
C
二、光的折射定律
1.折射:光从介质1斜射入介质2时,传播方向发生改变 的现象
2. 规律 (1) 折射光线、入射 入射光线 光线、法线在同一平面 内. 空气 (2) 折射光线和入射光 线分居法线两侧
θ1
(3)当入射角增大时,折射角也随着增大
水
θ2 折射光线
10、如图1-2-5所示,一束光线斜射入容器中,并在容 器底部形成一光 斑,这时往容器中逐渐加水,则光 斑的位置( B ) A 慢慢向右移动 B 慢慢向左移动 C 慢慢向水面移动 D 仍在原来位置不动
图1-2-5
图1-2-6
11、一束光从空气射入某种透明液体,已知入射光线与
法线的夹角为45 °,反射光线与折射光线的夹角为 450 105°,则反射角的大小是_______ ,折 射角的大小是 ________. 300
大于 入射角,光 8 ______ 小于 入射角. 从空气中斜射入水中折 射角_______ (填“大于”、“小于”或“等于”)
9、在下列各现象中,属于光的折射的现象的是( B ) A 在阳光照射下,人在地面上形成影子 B 筷子的一部分放在盛水的碗里,看上去向上弯折 C 用平面镜可以改变太阳光的传播方向,用来照亮室内 的天花板 D 栽在河边上的树,能在水中形成“倒影”
图1-2-1
图1-2-2
4、下例现象中不属于光的折射现象的( B) A、池塘中的水看起来比实际的浅 B、夜晚池塘中有一个月亮的影子 C、有经验的渔民叉鱼要对着稍低 于鱼的位置叉去 D、透过不平的玻璃看到窗外变 形的景物
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6 A B C D 7 便会觉得池底比实际深度( B ) A B C D
(率
介质 金刚石 二氧化碳
折射率 2.42 1.63
介质 岩盐 酒精 水 空气
折射率 1.55 1.36 1.33 1.00028
玻璃
水晶
1.4-2.0
1.55
真空折射率 = 1
6. 意义:反映介质对光的偏折能力的大小 7.折射原因:光在不同介质中的速度不同
例题:如图所示,一块两对面平行的玻璃砖的厚度为L,现测得 0 该玻璃砖的折射率为1.73,如果光从上表面射入的入射角i为60 时,求: (1)从下表面射出玻璃砖的光线相对于入射光线的侧移d; (2)光在玻璃砖中传播的时间t。
解:设光从空气进入玻璃时的折射角为r,则
sin i n sin r
把i和n的值代入可得r=30 ,从而有β=i-r=30 由几何关系得: AB=AC/cosr=
0 0
2 3 L d=ABsinβ= 3
3 L 3
AB c 2L t AB . v n c
折射定律应用1:
人在水上看到物体的 像,比实际物体位置偏 上,感觉水比较浅。
O
(3)反射光线、入射光线关于法线对称
(4)光路可逆:沿原来的反射光线入射,将沿原来入 射光线射出
筷子怎么折断了?
如果是一束光由空气斜射入水 中,会发什么现象?
探究活动: 将一束光射入空杯底,记下光 斑的位置,保持入射光线方向不变, 慢慢向杯中倒水。观察光斑的位置 A N 是否改变? α 光从一种介质斜射入另 O 一种介质时,传播方向 会发生偏折,这种现象 γ 叫做光的折射。 N’ B C
(4)光路可逆:沿原来的折射光线入射,将沿原来入 射光线射出
思考;入射角、折射角大小关系与介质的关系 ?
当光从空气斜射入水中(或玻璃 中)时,折射角小于入射角
当光从水(或玻璃)斜射入空气 中,折射角大于入射角
空 气 水
角θ1和出射角θ2的数值表:
分析表格数据思考: θ 1 / θ 2 入射角 折射角 入射角和折射角有什 么定量关系呢? 6.70 50 1 1.49 0 0 12.1 10 1.49 2 3 150 13.40 1.49 光由空气射入玻璃时入射 4 200 16.70 1.50
光传播所通过的物质(介质)
三、介质的折射率
1. 定义:光从真空射入某种介质时,入射角i与折射角 r的正弦比值,叫做该介质的绝对折射率n,简称折射率。 2.定义式
sini n= sinr
3.决定式:某介质的折射率,等于光在真空中的 速度C与光在介质中的速度v之比:
n=
4. 说明 : (1) n 的大小与介质有关,与 i 和 r 无关,对 于确定介质,n是定值 (2) 折射率无单位,任何介质的折射率皆大于 1(n>1)(原因呢?)
图1-2-4
海 市 蜃 楼
光经过不均匀的大气时发生折射, 形成的虚像。
作业
折射定律应用2:
假设地球表面不存在大气层,那么人们观察 到的日出时刻与存在大气层的情况相比, A.将提前 B.将延后 C.在某些地区将提前,在另一些地区将延后 D.不变
没有大气
有大气
折射定律应用3:教材69页
光的色散现象
白色的光实际 上是由各种单 色光组成的复 色光。复色光 通过透明介质 以后分解成单 色光的现象叫 做色散。