光的折射、全反射
光的折射定律及光的全反射
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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。
光的折射与全反射现象
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光的折射与全反射现象折射是光线通过两种不同介质界面时,由于光速在不同介质中的传播速度不同而引起的偏折现象。
而全反射是指光从光密度较大的介质射向光密度较小的介质时,入射角大于临界角时,光线完全被反射回原介质的现象。
这两种光的现象在自然界和各个领域都有广泛的应用。
本文将从光的折射和全反射的基本原理、相关实验以及应用方面进行探讨。
一、光的折射原理光的折射现象是光从一种介质传播到另一种介质时发生的。
其原理可以通过斯涅耳定律来描述,即入射光线、折射光线和法线所成的角度满足下列关系式:\[\dfrac{\sin\theta_1}{\sin\theta_2}=\dfrac{v_1}{v_2}\]其中,\(\theta_1\)为入射角,\(\theta_2\)为折射角,\(v_1\)和\(v_2\)分别为两种介质中的光速。
二、光的折射实验为了观察和研究光的折射现象,科学家们进行了大量的实验。
其中一种经典的实验是朗伯-布鲁斯特实验。
在朗伯-布鲁斯特实验中,一个光束正入射到一个平面玻璃板的表面上,观察到光束被玻璃板折射后的现象。
实验结果表明,当入射角等于特定的角度时,折射光束的折射角为90°,这个特定的角度被称为布鲁斯特角。
布鲁斯特角的大小与入射光线的波长有关,可以通过表达式\(\tan\theta_B=\dfrac{n_2}{n_1}\)计算,其中\(n_1\)和\(n_2\)分别为两种介质的折射率。
三、全反射现象当光从光密度较大的介质射向光密度较小的介质时,如果入射角大于临界角,就会发生全反射现象。
临界角是指入射角等于折射角的特定角度。
\(\sin\theta_c=\dfrac{n_2}{n_1}\)。
在临界角之内,光线会发生折射;而在临界角之外,光线则会被完全反射回原介质。
全反射现象在光纤通信中得到了广泛应用。
光纤是一种可以将光信号进行传输的细长光导纤维。
当光从一段光纤的末端射入时,光在光纤的芯部垂直射入,然后通过光纤的全反射现象不断传播,最终到达另一端。
光学光的折射与光的全反射
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光学光的折射与光的全反射光学是研究光的传播和光的相互作用的科学。
光在介质中的传播过程中,经常会发生折射和全反射现象。
本文将对光的折射和光的全反射进行详细探讨。
一、光的折射光的折射是指光线从一种介质进入另一种介质时,由于介质的光密度不同,光线改变方向的现象。
根据斯涅尔定律,光的折射遵循以下规律:入射光线、折射光线和法线三者在同一平面上,入射角和折射角的正弦比等于两种介质的折射率之比。
光的折射可以通过试验来验证斯涅尔定律。
我们可以在水中放置一支铅笔,并使其半入水中,观察铅笔折射部分的位置。
实验表明,入射光线被折射后,光线沿着一条直线传播。
二、光的全反射当光从光密度较高的介质射入光密度较低的介质时,当入射角超过临界角时,光线发生全反射现象。
临界角的定义为入射角使折射角等于90度的角度。
光的全反射现象可以以光在光纤中的传输为例。
光纤的核心材料光密度较大,包层材料光密度较小。
当入射角小于临界角时,光线进入光纤中,并经过多次反射传播;当入射角大于临界角时,光线会发生全反射,并在核心中传输。
光纤的发明和应用,极大地推动了信息传输技术的发展。
三、光的折射与全反射的应用1. 折射应用:光学透镜是利用光的折射原理制作的光学元件。
它可以通过调节曲率改变光线的折射程度,实现对光线的聚焦和分散。
光学透镜的应用非常广泛,如摄影镜头、眼镜等。
2. 全反射应用:全反射在光纤通信中起到了关键作用。
光纤可以将信号以光的形式在不同的地方传输,实现远距离通信。
此外,全反射还应用于激光器、光导板等光电器件。
四、结语光学光的折射与光的全反射是光学研究中的重要现象。
它们为我们提供了了解光的传播和相互作用规律的途径,并在现代科技中发挥着不可忽视的作用。
通过深入研究光的折射和全反射,我们可以更好地应用光学知识,推动科学技术的发展。
请注意,本文以"光学光的折射与光的全反射"为题,旨在探讨光的折射和全反射现象及其应用,而非按照合同或作文格式写作。
光的折射和全反射
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光的折射和全反射光的折射和全反射是光在不同介质中传播时常见的现象。
了解光的折射和全反射,能够帮助我们理解光的传播规律以及光在光纤通信等领域的应用。
一、光的折射光的折射指的是光射入不同介质时,由于介质的光密度不同,光线的传播方向发生改变的现象。
根据斯涅尔(Snell)定律,光在两种不同介质之间传播时,入射角和折射角之间的关系为:n₁sinθ₁ =n₂sinθ₂。
其中,n₁和n₂分别为两种介质的折射率,θ₁为入射角,θ₂为折射角。
根据这个定律,当光从光密度较大的介质(高折射率)射入光密度较小的介质(低折射率)时,光线向法线方向偏离;而当光从光密度较小的介质射入光密度较大的介质时,光线朝法线方向靠拢。
光的折射现象在我们生活中随处可见,比如光通过玻璃、水等介质时会发生折射。
这一现象也是为什么在水中看到的物体会有折断的视觉效果。
二、全反射全反射是指光射入光密度较小的介质时,折射角大于90度,无法从介质中传播到光密度较大的介质中的现象。
当光从光密度较大的介质射入光密度较小的介质时,若入射角超过临界角,光将完全被反射,无法透过界面。
临界角的大小与两种介质的折射率有关,公式为:θc =arcsin(n₂/n₁)。
其中,θc为临界角,n₁和n₂分别为两种介质的折射率。
全反射在光纤通信中起着重要作用。
光纤的工作原理便是基于光的全反射。
光信号在光纤中通过多次全反射进行传播,从而实现信息的传输。
光纤的高速传输和远距离传输能力得益于光的全反射特性。
除了光纤通信,全反射还应用于显微镜、光导板等光学仪器中。
在显微镜中,通过目镜和物镜的组合,利用全反射的原理使得显微镜能够放大微小物体的图像。
光导板则是利用全反射将光线从一侧引导到另一侧,可以实现光的聚光和分光效果。
总结:光的折射和全反射是光在不同介质中传播时所呈现出的现象。
光的折射遵循斯涅尔定律,表示光线在入射介质和折射介质之间传播时,入射角和折射角之间的关系。
全反射则是当光从光密度较大的介质射入光密度较小的介质时,折射角大于90度,无法透过介质传播的现象。
光的折射与全反射
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光的折射与全反射光是一种电磁波,在传播过程中会遇到不同介质的边界,如空气和水、空气和玻璃等。
当光从一个介质传播到另一个介质时,会出现折射和全反射现象。
本文将介绍光的折射和全反射的原理以及相关应用。
一、光的折射原理光的折射是指当光从一种介质传播到另一种介质时,由于介质密度不同,其传播速度也会发生变化,从而导致光线改变传播方向的现象。
光的折射遵循斯涅尔定律,即入射光线、折射光线以及法线三者在同一平面上,并且入射角和折射角之间满足以下关系:n1*sinθ1 = n2*sinθ2其中,n1和n2分别表示两种介质的折射率,θ1为入射角,θ2为折射角。
光的折射现象可以解释为光在不同介质中传播速度不同导致的,当光从光密度较高的介质传播到光密度较低的介质时,折射角度会增大;而当光从光密度较低的介质传播到光密度较高的介质时,折射角度会减小。
二、全反射现象全反射是指当光由光密度较高的介质射向光密度较低的介质时,入射角大于临界角时,光线不会穿过界面,而是完全反射回原介质的现象。
临界角是指入射角的临界值,当入射角大于临界角时,光线会发生全反射。
临界角的计算公式为:θc = arcsin(n2/n1)其中,n1和n2分别表示两种介质的折射率,θc为临界角。
全反射现象在光纤通信中得到广泛应用。
光纤是一种以光信号作为信息传输的介质,借助光的全反射特性,可以实现信号在光纤内的长距离传输。
光纤具有小损耗、大带宽等优点,被广泛应用于电话、网络等通信领域。
三、光折射与实际应用光的折射现象在我们日常生活中也有许多实际应用。
例如,透镜是利用光折射原理制成的光学元件,能够使光线发生折射从而实现对光的集中、分散等功能。
透镜广泛应用于照相机、望远镜、显微镜等光学仪器中。
另外,眼睛的角膜和晶状体也是利用光的折射原理实现对光的聚焦。
当光进入眼睛时,经过角膜和晶状体的折射作用,最终在视网膜上形成清晰的像,使我们能够看到周围的物体。
四、总结光的折射和全反射是光在不同介质中传播时的常见现象。
光的折射与全反射
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光的折射与全反射光,在进入不同介质时会发生折射和全反射的现象。
折射是光线通过介质界面时,其传播方向改变的现象;而全反射则是指光线从光密介质射入光疏介质时,若入射角大于临界角,光线完全反射的现象。
本文将介绍光的折射和全反射的原理、应用以及相关实验。
一、光的折射原理及规律光的折射现象是由于光在不同介质中传播速度不同而引起的。
当光从一种介质射向另一种介质时,光线的传播方向会改变,这就是折射现象。
根据折射现象,我们可以得出光的折射规律,即斯涅尔定律。
斯涅尔定律数学表达式为:n1*sinθ1 = n2*sinθ2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。
二、全反射的发生条件及特点全反射是光线从折射率较大的介质射入折射率较小的介质时发生的一种现象。
当光线由光密介质射入光疏介质时,入射角大于临界角时会发生全反射。
临界角是指使光线发生全反射的最小入射角。
当入射角大于临界角时,光线将完全反射回原介质,不再折射出去。
全反射具有以下特点:1. 光线完全反射回原介质,不会透射到另一种介质中;2. 全反射只在光线由光密介质射向光疏介质时发生;3. 光线由高密度介质射向低密度介质时,临界角较小,全反射较容易发生。
三、光折射与全反射的应用1. 光纤通信:光纤利用光的全反射原理进行信号传输。
激光或光源发出的光信号通过光纤内部的全反射进行传输,使得信号的损耗极小。
这种技术广泛应用于现代通信系统中。
2. 护目镜与望远镜设计:为了实现光的折射和全反射,护目镜和望远镜的透镜都是经过精心设计的。
通过合理设计透镜的曲率和对光的折射率调控,可以使光线经过折射或全反射后经视网膜聚焦,从而实现清晰的景象观察。
3. 鱼缸效应:当把一个物体从空气放入水中时,由于光在空气和水之间的折射率不同,产生了光线的折射。
观察者在空气中看到的物体位置和形状与实际位置和形状不同,从而给人产生了物体“变形”的错觉,这就是鱼缸效应。
四、光折射与全反射的实验为了直观地观察光的折射和全反射现象,可以进行一些简单的实验。
光的折射与全反射
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光的折射与全反射光是一种电磁波,当它在两种介质之间传播时,会发生折射现象。
折射是光线在通过两种不同介质界面时改变传播方向的现象。
而当光线在某些情况下无法通过介质界面而全部反射回原介质中时,我们称之为全反射。
一、光的折射光的折射是指当光线从一种介质进入另一种介质时,由于介质的折射率不同,光线传播方向会发生改变的现象。
根据斯涅尔定律(也称为折射定律),光线在两种介质之间传播时,入射角(光线与法线的夹角)和折射角满足下列关系:\[n_1 \sin \theta_1 = n_2 \sin \theta_2\]其中,\(n_1\)和\(n_2\)分别表示两种介质的折射率,\(\theta_1\)和\(\theta_2\)分别表示入射角和折射角。
当光线从光密介质(折射率较大)进入光疏介质(折射率较小)时,根据折射定律,光线会朝离法线远的方向偏折。
而当光线从光疏介质进入光密介质时,光线会朝离法线近的方向偏折。
二、全反射全反射是指当光线从折射率较大的介质射向折射率较小的介质,入射角大于临界角时,光线无法穿过界面,而全部反射回原介质的现象。
临界角是指使得入射角等于临界角时,折射角为90度的入射角。
当光线从折射率较大的介质射向折射率较小的介质时,根据折射定律可以发现,当入射角大于临界角时,折射角将变成一个无解的虚数,即光线无法折射出去。
此时,发生全反射现象,光线会沿着入射介质表面进行反射,全部回到原介质中。
三、应用与实例光的折射和全反射在日常生活和实际应用中有着广泛的应用。
1. 光纤通信:光纤的高折射率使得光线能够在光纤中通过多次全反射而传输。
光纤通信利用光的全反射特性,将光信号通过光纤传输,实现高速可靠的通信。
2. 显微镜:显微镜利用光的折射现象,通过将光线折射并聚焦到样本上,使得人眼能够看到微小物体的放大图像。
3. 水下观察窗:水下观察窗通常使用玻璃或有机玻璃材料制作,利用光的折射和全反射现象,使得人们能够在水上观察到水下的景象。
光的折射与全反射
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光的折射与全反射光是一种电磁波,当光从一种介质进入另一种介质时,会发生折射现象。
同时,当光从一个介质射入另一个介质时,入射角和折射角的关系可以用斯涅尔定律来描述。
除了正常折射外,当光从光密介质射入光疏介质时,入射角大于临界角时会发生全反射现象。
在本文中,我们将详细讨论光的折射和全反射的原理及应用。
一、光的折射光的折射是指光在两种介质交界处传播方向的改变。
当光从一种介质(如空气)射入另一种介质(如水或玻璃)时,光的传播速度会发生变化,导致光线的传播方向改变。
光的折射现象可以通过斯涅尔定律来描述,其数学表达式为: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。
例如,当光由空气射入水中时,水的折射率约为1.33,而空气的折射率约为1。
假设入射角为30°,根据斯涅尔定律可求得折射角为约为22°。
这意味着光线在水中的传播方向发生了改变。
二、全反射全反射是指当光从光密介质射入光疏介质时,入射角大于临界角时发生的现象。
在全反射中,光线完全被折射回原介质中,不再传播到另一种介质中。
临界角是指光从一种介质射入另一种介质时,入射角使得折射角为90°的角度。
当入射角大于临界角时,光发生全反射。
临界角的计算公式为θc = arcsin(n₂/n₁),其中n₁和n₂分别为两种介质的折射率。
若入射角大于临界角,光就不会通过界面,而是完全反射。
全反射现象在实际中有着广泛的应用。
例如,光纤通信中的光信号传输就是基于全反射原理。
光纤的芯部材料具有较高的折射率,而包覆在芯部周围的包层材料的折射率较低。
当光线射入光纤中时,由于入射角大于临界角,光经过多次的全反射而一直在光纤内传播,从而实现信号的传输。
三、光的折射与全反射的应用光的折射与全反射有着广泛的应用。
除了光纤通信之外,它还应用在摄影、显微镜、望远镜等设备中。
在摄影中,我们利用透镜的折射原理使光线聚焦在胶片或感光元件上,从而形成清晰的图像。
光的折射与全反射
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光的折射与全反射光是一种电磁波,当它从一种介质传播到另一种介质时,会发生折射和全反射的现象。
本文将探讨光的折射和全反射的原理、规律以及实际应用。
一、光的折射1.1 折射定律光在两种介质中传播时,由于介质的光密度不同,它会改变传播的方向,并在折射界面上发生偏折。
这种现象称为光的折射。
折射定律是描述光的折射规律的重要定律。
它可以通过斯涅尔定律表示为:入射角的正弦与折射角的正弦之比在两个介质中的光密度之比相等,即sinθ1/sinθ2=n2/n1(n1为第一个介质的折射率,n2为第二个介质的折射率)。
1.2 折射现象的解释光的折射可以用光的波动理论和几何光学理论来解释。
光的波动理论认为,光在传播过程中,电磁波通过介质的原子结构或分子结构的干涉相互作用而发生折射。
而几何光学理论则将光看作直线传播的光线,通过描述能量的传播和入射角、折射角的关系来解释折射现象。
1.3 折射的实际应用光的折射在日常生活中有着广泛的应用。
例如,我们使用放大镜、显微镜和望远镜等光学仪器时,都是基于光的折射原理工作的。
此外,光纤通信、眼镜的制作以及光束的控制等领域都离不开光的折射现象。
二、全反射2.1 全反射的条件当光从光密度较大的介质射入光密度较小的介质,并且入射角大于临界角时,光将不再折射,而是完全反射回原介质中。
这种现象称为全反射。
全反射的条件是入射角大于等于临界角,即θc=arcsin(n2/n1)。
2.2 全反射的原理全反射的原理是基于折射定律和能量守恒定律。
当光从光密度较大的介质射入光密度较小的介质时,反射光和透射光的能量之和始终等于入射光的能量。
当入射角大于临界角时,根据折射定律,透射光的角度将变成大于90度,此时不再发生透射,而是全反射回原介质中。
2.3 全反射的应用全反射在现实生活中有许多应用。
例如,光导纤维就是基于全反射原理工作的,它可以将光信号传输到较远的距离,广泛应用于通信、医疗和传感器等领域。
此外,夜间车灯的设计和水下观测仪器的制作也使用了全反射现象。
光的折射与光的全反射
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光的折射与光的全反射光的折射和全反射是光学中非常重要的现象,它们与光的传播和介质的特性密切相关。
本文将从光的折射和光的全反射的定义、原理以及应用等方面进行讨论。
一、光的折射光的折射是指光线从一种介质进入另一种介质时,光线会发生偏折的现象。
光的折射遵循斯涅尔定律,即入射角与折射角之间满足一个固定的关系。
光的折射可以通过以下公式表示: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分别代表入射角和折射角。
根据斯涅尔定律,当光线从光密介质(折射率较大)进入光疏介质(折射率较小)时,光线将向法线弯曲减小,折射角将小于入射角;反之,当光线从光疏介质进入光密介质时,光线将背离法线弯曲增大,折射角将大于入射角。
光的折射在现实生活中有广泛的应用,如光学仪器中的透镜、光纤通信中的光纤等。
二、光的全反射光的全反射是指光线从光密介质射向光疏介质时,当入射角超过一定临界角时,光线将完全反射回光密介质内部,并不发生折射的现象。
全反射只在折射率较大的介质到折射率较小的介质发生。
当入射角等于临界角时,光线的折射角为90度,此时光线与分界面垂直,呈现完全反射的状态。
当入射角大于临界角时,光线将不会穿过分界面,而是全部反射回光密介质。
光的全反射在光纤通信、显微镜等领域有广泛的应用。
利用全反射的原理,光纤能够将光信号传输至较远的地方,而且信号不容易衰减。
三、实验验证为了验证光的折射和全反射,我们可以进行一些简单的实验。
首先,我们可以使用透明的直杯,倒入透明的水,然后轻轻在杯子里放入一支铅笔。
当我们从杯子上方往里面注视时,我们会发现铅笔的部分是看不到的,这是因为光线在铅笔与水之间发生了折射。
接下来,我们可以使用一根光纤,将一端放入水中,用另一端照射光线。
当光线的入射角小于临界角时,我们能够看到光线从光纤的另一端传输出来;而当入射角大于临界角时,光线将完全反射在光纤内部,我们就无法看到光线传输出来。
解析光的折射与全反射现象
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解析光的折射与全反射现象光是一种电磁波,当光线从一种介质进入另一种介质时,会发生折射现象。
折射是指光线在两种介质之间传播时,由于介质密度的不同而改变传播方向的现象。
而当光线从一个介质射向另一种密度较大的介质时,会出现一种特殊的折射现象,即全反射。
一、光的折射现象当光线从一种介质进入另一种介质时,由于两种介质的密度不同,光线传播速度也会发生变化。
根据光的传输速度与介质密度之间的关系,根据斯涅尔定律,定义光的折射率为光在真空中的速度与光在介质中的速度之比。
光的折射率可以用以下公式表示:\[n=\frac{c}{v}\]其中,n为折射率,c为光在真空中的速度(299,792,458 m/s),v 为光在介质中的速度。
根据折射率的不同,可以得出折射光线的传播特性。
二、光的折射定律根据折射率的定义和实验观测,得出了光的折射定律,即斯涅尔定律。
折射定律描述了入射光线与折射光线之间的关系。
斯涅尔定律可以用以下公式表示:\[\frac{{\sin \theta_1}}{{\sin \theta_2}}=\frac{{n_2}}{{n_1}}\]其中,θ1为入射角(光线与法线的夹角),θ2为折射角(光线与法线的夹角),n1为入射介质的折射率,n2为折射介质的折射率。
根据斯涅尔定律,可以推导出以下几个重要结论:1. 当光线从光密介质(n1>n2)射向光疏介质(n2<n1)时,折射角较大于入射角。
2. 当光线从光疏介质(n1<n2)射向光密介质(n2>n1)时,折射角较小于入射角。
3. 当光线从真空(n1=1)射向介质(n2>1)时,折射角总是小于入射角。
4. 入射角与折射角之间满足正弦关系,当入射角为0度或是等于临界角时,折射角为90度,光线沿法线方向传播。
三、全反射现象当光线从光密介质射向光疏介质时,当入射角超过一定临界角时(θc),将会发生全反射现象。
全反射是指入射光线无法穿过折射界面而完全被反射回原来的介质中的现象。
光的折射与全反射
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光的折射与全反射光的折射和全反射是光线在不同介质中传播时出现的现象,它们在光学中具有重要的意义。
本文将详细介绍光的折射和全反射的概念、原理以及相关应用。
一、光的折射光的折射是指光线在两种不同介质中传播时,由于介质的折射率不同而改变传播方向的现象。
根据斯涅尔定律,光的入射角、折射角以及两种介质的折射率之间存在着一定的关系。
斯涅尔定律可以用下面的公式表示: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分别代表入射角和折射角。
折射现象广泛存在于日常生活中。
例如,当光线从空气射入水中时,由于水的折射率大于空气,光线会向法线弯曲,这就是折射现象。
又如,眼镜和透镜的工作原理也是基于光的折射,通过改变光线的传播方向来实现矫正视力等目的。
二、全反射全反射是指当光线从光密介质射向折射率较小的光疏介质时,入射角大于临界角时,光线不从界面透射而全部反射回原来的介质中。
临界角可以通过下面的公式计算得出:θc = arcsin(n2/n1)其中,θc代表临界角,n1和n2分别代表两种介质的折射率。
全反射现象常见于光线从光密介质(如玻璃)射向空气或真空时的界面上。
在光纤通信中,就广泛应用了全反射原理。
当光线入射到光纤的界面上,如果入射角小于临界角,光将被光纤传导。
但是,当入射角大于临界角时,光将发生全反射,只能在光纤内部传播,从而实现信号的传输。
三、应用与意义光的折射和全反射在科学研究和实际应用中具有重要意义。
在科学研究方面,通过研究光的折射和全反射,我们可以深入了解光在不同介质中的传播规律,探索光的性质和特性。
同时,这些现象也为光学仪器和设备的研发提供了理论依据。
在实际应用方面,光的折射和全反射广泛应用于光学器件、光纤通信、光学传感器等领域。
以光纤通信为例,通过全反射原理来传输光信号,实现了高速、远距离的信息传递。
此外,光的折射和全反射还被应用于医疗设备、光学显微镜、光学测量仪器等领域,为科学研究和现代工程技术的发展做出了贡献。
光的折射与光的全反射现象
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光的折射与光的全反射现象光是一种电磁波,具有特殊的传播性质。
在传播过程中,当光从一种介质进入另一种介质时,会发生折射现象;而当光从光密介质进入光疏介质时,如果入射角超过临界角,会发生全反射现象。
本文将分别介绍光的折射和光的全反射现象,并探讨其相关特性和应用。
一、光的折射现象光的折射是指光线从一种介质传播到另一种介质时,由于两种介质的光速不同,使得光线的传播方向发生偏折的现象。
根据斯涅尔定律,光的折射遵循以下规律:1. 斯涅尔定律:入射角、折射角和两种介质的折射率之间的关系可以用斯涅尔定律表示: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。
2. 入射角与折射角之间的关系:当光从光疏介质(折射率较小)射入光密介质(折射率较大)时,入射角增大,折射角也会增大;反之,当光从光密介质射入光疏介质时,入射角增大,折射角减小。
当入射角等于一定值时,折射角达到最大值,此时称为临界角。
3. 折射率的影响因素:折射率与介质的密度和光速有关。
光在光密介质中传播速度较慢,密度较大,因此光密介质的折射率较大;而光在光疏介质中传播速度较快,密度较小,因此光疏介质的折射率较小。
二、光的全反射现象当光从光密介质射入光疏介质时,面对较大的入射角,超过一定的临界角,光线不再发生折射,而是完全被反射回原介质内部,这种现象被称为全反射。
1. 全反射的条件:光发生全反射需要满足两个条件:a) 光从光密介质射入光疏介质;b) 入射角大于临界角。
2. 临界角的计算:临界角根据斯涅尔定律可以得到:n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂当光从光疏介质射入光密介质时,光的入射角为临界角,记为θc,此时折射角为90°,即sinθ₂ = 1。
代入斯涅尔定律可得:n₁sinθ₁ = n₂sinθ₁ = n₂/n₁θc = arcsin(n₂/n₁)3. 全反射的应用:光的全反射现象在光导纤维、光学棱镜、光学器件和光传感器等领域有着重要的应用。
光的折射与全反射
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光的折射与全反射光,作为一种电磁波,与介质相互作用时会发生折射与全反射现象。
折射是指光线通过不同密度介质时改变传播方向的现象,而全反射则是指光线从密度较大介质射向密度较小介质时,完全被反射回原介质的现象。
本文将就光的折射与全反射原理进行详细探讨。
一、折射定律当光从一种介质射向另一种介质时,光线的入射角度、折射角度和两种介质的折射率之间存在着一定的关系,这就是折射定律。
根据斯涅尔定律,光的传播路径遵循下述规律:在两个介质的交界面上,入射光线与法线之间的入射角i和折射光线与法线之间的折射角r满足折射定律的关系:n₁sin i = n₂sin r其中,n₁和n₂分别为两种介质的折射率。
折射定律揭示了光在介质中传播路径的变化规律。
当光从光疏介质射向光密介质时,入射角度增大,折射角度也增大,光线向法线弯曲;而当光从光密介质射向光疏介质时,入射角度增大,折射角度减小,光线远离法线。
二、折射现象光的折射现象在我们日常生活中随处可见。
例如,当我们将一根铅笔插入一杯水中,观察其中的水平面,可发现水平面似乎发生了折断。
这是因为光经过空气射向水中时,由于介质的折射率不同,光线被弯曲,使得铅笔看上去似乎折断了一样。
这种现象很好地解释了光的折射现象。
除此之外,折射现象还广泛应用于透镜、眼镜、棱镜等光学器件的设计与制造中。
通过调整透镜或眼镜的曲率和折射率,可以实现对光线的聚焦、散射、降低球差等功能。
三、全反射现象当光从折射率较大的介质射向折射率较小的介质时,折射定律表明,当入射角大于一定角度时,光线将完全反射回原介质,而不继续传播到折射介质中,这就是全反射现象。
全反射现象在光传输、光通信等领域具有重要应用。
例如光纤通信中,光纤的芯部分折射率较大,而包层部分折射率较小,当光从芯部射向包层时,当入射角大于临界角时,光线会发生全反射并沿芯传播。
光纤通信的高速、稳定性正是基于全反射原理实现的。
四、总结光的折射与全反射是光学中重要的现象,也是现代光学技术的基础。
光的折射与全反射
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光的折射与全反射光的折射和全反射是光学中重要的现象,它们在我们日常生活中扮演着重要的角色。
本文将深入探讨光的折射和全反射的原理、应用以及相关实验。
一、光的折射原理光的折射是指光线从一种介质进入另一种介质时,由于介质的光密度不同而导致光线的方向发生改变的现象。
而光的折射现象可以由斯涅尔定律(或称作折射定律)来描述。
斯涅尔定律表明了入射角、折射角和介质之间的关系,其数学表达式为:n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂其中,n₁和n₂分别代表两种介质的光密度(即折射率),θ₁和θ₂则分别表示入射角和折射角。
二、光的折射应用光的折射在我们的日常生活中有着广泛的应用。
其中最常见的例子就是光的折射现象在光学镜头和眼镜中的应用。
通过设计合理的光学镜头,可以使光线在经过折射后聚焦或散开,从而实现放大或缩小的效果。
而眼镜则通过折射来矫正视力问题,使得光线能在正常眼睛中正确地聚焦在视网膜上。
除此之外,光的折射还被广泛应用于光纤通信中。
光纤是一种以光的折射原理为基础,利用光的传输来进行信息传递的技术。
通过将光信号传输到光纤中,光信号可以在纤芯内通过连续的折射实现长距离的传输。
光纤通信因其传输速度快、带宽大等优点成为现代通信技术中不可或缺的一部分。
三、全反射现象当光线从光密度较大的介质射入光密度较小的介质时,折射定律告诉我们入射角超过一个临界角时,折射角将大于90度,此时光线不再从介质中传播,而是发生全反射现象。
全反射现象所发生的条件是入射角大于临界角,即θ₁大于临界角θc。
临界角的计算公式为:θc = arcsin (n₂ / n₁)其中,n₁和n₂分别代表两种介质的光密度。
四、全反射应用全反射现象在光纤通信领域有着广泛的应用。
当光信号传输到光纤的末端时,若射出光纤的角度小于临界角,则光线将会从光纤中泄漏出去,引起信息传输的失真和信号弱化。
而通过使光纤的入射角大于临界角,光信号就能实现完全反射,从而确保信号的传输不受损失。
光的折射与全反射
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光的折射与全反射光是一种电磁波,它在不同介质中传播时会发生折射现象。
折射是指光线从一种介质传播到另一种介质时,由于介质的光密度不同,光线的传播方向发生改变的现象。
而当光线从光密度较高的介质传播到光密度较低的介质时,有时会发生全反射现象。
折射现象最早由伽利略和笛卡尔等科学家在17世纪初发现并进行了研究。
他们发现,当光线从一种介质传播到另一种介质时,光线的入射角和折射角之间存在一定的关系,即著名的斯涅尔定律。
斯涅尔定律表明,入射角、折射角和两种介质的折射率之间满足一个简单的数学关系,这一关系被称为折射定律。
折射定律的数学表达式为:n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂,其中n₁和n₂分别表示两种介质的折射率,θ₁和θ₂分别表示光线的入射角和折射角。
从这个公式可以看出,当两种介质的折射率不同时,光线在传播过程中会发生偏折,即改变传播方向。
这也是为什么我们看到的物体在水中或玻璃中会出现折射现象的原因。
折射现象不仅在日常生活中常常出现,而且在科学研究和技术应用中也有着广泛的应用。
例如,在眼镜和显微镜的制造过程中,折射现象被用来改变光线的传播方向,使我们能够清晰地看到物体。
此外,折射现象还被应用于光纤通信、光学仪器和光学传感器等领域,为我们的生活和科学研究提供了便利。
除了折射现象,光线在特定条件下还会发生全反射现象。
全反射是指光线从光密度较高的介质传播到光密度较低的介质时,入射角大于临界角时,光线完全被反射回原介质的现象。
这种现象在光纤通信和光学传感器等领域中有着重要的应用。
全反射的发生需要满足一定的条件,其中最重要的是入射角大于临界角。
临界角是指光线从光密度较高的介质传播到光密度较低的介质时,使得折射角等于90度的入射角。
当入射角大于临界角时,光线无法从介质中传播到外部,而是被完全反射回原介质。
这种现象在光纤通信中被广泛应用,通过控制光纤的折射率和外界介质的折射率,可以实现光信号的传输和接收。
总结起来,光的折射和全反射是光在不同介质中传播时的两种现象。
光的折射和全反射
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光的折射和全反射光是一种电磁波,它在不同介质之间传播时会发生折射现象。
当光从一个介质穿过到另一个介质时,光的传播方向会改变,这就是光的折射现象。
另外,当光从一个介质射入另一个介质时,如果入射角大于某一特定角度,光将完全反射回原介质中,这就是全反射现象。
本文将详细讨论光的折射和全反射现象。
一、光的折射现象1. 折射定律光的折射遵循斯涅尔定律,也被称为折射定律。
斯涅尔定律表明入射光线、折射光线和介质交界处法线三者在同一平面上,且入射角i、折射角r以及两种介质的折射率n1和n2之间存在着以下关系:sin(i)/sin(r) = n2/n1其中,n1和n2分别表示两个介质的折射率。
2. 折射率介质的折射率是指光在该介质中传播时的速度与真空中光的速度之比。
不同介质的折射率不同,常用符号n表示。
折射率n与介质的物理性质、温度以及光的波长有关。
3. 光的折射例子光的折射现象广泛存在于我们的日常生活中。
以光从空气射入水中为例,当光从空气射入水中时,由于水的折射率较大,光线被弯曲,即发生了折射。
这就是我们常见到的折射现象,例如水中的游泳池底部看上去比实际位置要高,这就是光的折射导致的。
二、全反射现象1. 临界角当光从光密介质射入光疏介质时,入射角大于一个特定的角度,称为临界角,以此为界限,光将发生全反射,即完全反射回原介质中。
临界角的大小与两种介质的折射率有关。
2. 全反射的条件当入射角大于临界角时,光的折射角将会大于90度,即光不再传播到第二个介质中,而是全反射回第一个介质中。
全反射的条件可以用以下不等式表示:sin(i) ≥ n2/n1其中,n1和n2分别表示两种介质的折射率。
3. 全反射应用全反射现象在光纤通信中起着重要的作用。
当光在光纤中传播时,由于光纤的折射率高于周围介质,光束会多次反射在光纤的内部,这样可以实现光信号的传输。
而当光束碰到光纤表面时,由于入射角大于临界角,光将会发生全反射,避免了信号的泄漏,确保光信号的传输质量。
光的折射和全反射
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光的折射和全反射光的折射是一种自然常见的现象,是光在经过透明物质界面时,传播方向的改变。
全反射是指光在分界面发生完全反射的现象。
这两种现象在生活中有着广泛的应用,如光纤通信中的全反射,相机或望远镜镜片中的光的折射,都是我们常见且重要的例子。
光的折射光的折射现象发生在光通过不同介质的交界面时,光线会发生弯曲从而改变行进方向。
光在不同介质中的速度是不同,这就是折射发生的根本原因。
例如,光在水中的速度要慢于进入空气后的速度,因此也会出现折射现象。
由此,我们可以看到水里的鱼或者水杯中的筷子会呈现出折曲的情况,这就是光的折射现象。
全反射的原理和应用在讲述全反射之前,我们需要明白两个概念:入射角和折射角。
当光线入射到一个界面时,它与法线的角度被称为入射角;当光线折射后,它与法线的角度被称为折射角。
全反射是当入射光在密度较大的介质中,以超过某一临界角度射向密度较小的介质界面时,光不被透射,全部被反射回来。
全反射的一个常见应用是光纤。
在光纤中,光会被反复全反射,这使得能量损失小,传输距离远,因此被广泛应用在通信技术中。
全反射常见在镜子上,镜子的工作原理就是全反射的应用。
当我们对着镜子看时,镜面全反射发生,将光线反射回来,因此我们才能看到自己的样子。
总结总而言之,光的折射和全反射,是两种有根本差别的物理现象。
折射是光在不同介质中,因速度差异而引起的传播方向的改变。
而全反射是在特定的条件下,光线能全部反射回去,不会有任何的透射,这在光纤通信,和镜子制造等领域有着广泛的应用。
这两种现象,尽管各有其独特性,但他们共同构成了光的行为和特性的主要部分,有着广泛的现实意义和在线上理论应用中都占据着重要的地位。
光的折射与全反射
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光的折射与全反射光是一种既具有波动性又具有粒子性的电磁波,当光从一种介质传播到另一种介质时,会发生折射现象。
同时,当入射角大于临界角时,全反射现象也会出现。
光的折射与全反射在光学领域有着重要的应用,本文将对其进行详细的论述。
1. 折射现象折射是光线由一种介质传播到另一种介质时,改变传播方向的现象。
光在不同介质之间传播时,由于介质的光密度不同,光速会发生改变,从而导致光的传播方向改变。
根据斯涅尔定律,光的入射角、折射角和两种介质的折射率之间存在以下关系:n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)其中,n1和n2分别为两种介质的折射率,θ1为入射角,θ2为折射角。
该定律表明,当光从光密度较低的介质传播到光密度较高的介质时,将朝着垂直于界面表面法线方向弯曲;反之,当光由光密度较高的介质传播到光密度较低的介质时,将离开垂直于界面表面法线方向。
折射现象在日常生活中可以观察到多种情况,如光线从空气进入水中或玻璃中时,会出现明显的偏折现象。
这是因为空气和水(或玻璃)的折射率不同,光在这两种介质之间传播时发生了折射。
2. 全反射现象全反射是一种特殊的折射现象,当光从光密度较高的介质传播到光密度较低的介质时,入射角大于一定的临界角时会发生全反射。
此时,光不再穿透到第二个介质中,而是完全被反射回第一个介质中。
临界角可以通过下述公式计算:θc = arcsin(n2/n1)其中,n1和n2分别为两种介质的折射率。
如果光的入射角大于临界角θc,那么光将发生全反射。
全反射现象在光纤通信、显微镜等领域有着重要的应用。
光纤通信中,通过控制光在光纤内发生全反射,实现了光信号的传输,起到了极其关键的作用。
显微镜中,全反射现象可以使观察者无需移动,通过改变入射角来改变视野。
3. 光的折射与全反射的应用光的折射与全反射在许多领域都有着广泛的应用。
3.1 光纤通信光纤通信是一种利用全反射现象传输信息的技术。
通过光纤的高折射率,光信号可以通过光纤中以全反射的方式进行传播,而不会泄漏出来。
光学中的光的折射与全反射
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光学中的光的折射与全反射光学作为一门研究光传播、反射、折射等现象的学科,对于我们理解光的行为和应用具有重要作用。
其中,光的折射与全反射是光学中的两个重要现象。
本文将详细探讨光的折射和全反射的原理、特点以及应用。
1. 光的折射原理光的折射是指光线在介质之间传播时发生方向改变的现象。
根据斯涅耳定律,光线从一个介质进入另一个介质时,入射角、折射角和两个介质的折射率之间存在一定的关系,即正弦定律。
正弦定律可以表达为:入射角的正弦值与折射角的正弦值成正比。
2. 光的折射特点光的折射具有以下几个特点:(1)不同介质的折射率不同,因此相同入射角的光线在进入不同介质时折射角也不同。
(2)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,折射角小于入射角;而当光线从光密介质进入光疏介质时,折射角大于入射角。
(3)当光线从光疏介质与光密介质的分界面以大于临界角的入射角射入光密介质时,光线将会发生全反射。
3. 光的折射应用光的折射在日常生活和许多领域中都有重要应用,下面列举几个典型的例子:(1)透镜:透镜的原理基于光的折射,通过透镜可以对光线的传播进行调节和成像,用于眼镜、相机镜头、显微镜等设备中。
(2)光纤通信:光纤通信利用光信号在光纤中的多次折射和反射进行信息传输,充分利用光的折射特性,实现了远距离和高速传输。
(3)水下观测:光在水与空气的界面上发生折射,通过光的折射特性,使得我们在水下也能看到水面上的物体,这在水下观测和潜水活动中有重要应用。
4. 全反射原理全反射是指当光从光密介质射向光疏介质时,入射角大于临界角时发生的现象。
在这种情况下,光线无法透射到光疏介质中,而完全被反射回光密介质。
全反射的发生是由于光的折射定律和折射率之间的关系引起的。
5. 全反射特点全反射具有以下几个特点:(1)入射角大于临界角时产生全反射,入射角小于临界角时折射发生。
(2)全反射时,光线的入射角等于反射角,光线在界面上发生反射,并沿着光密介质中传播。
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学案正标题一、考纲要求1.理解折射率的概念,掌握光的折射定律.2.掌握全反射的条件,会进行有关简单的计算.二、知识梳理1.折射定律(1)内容:如图所示,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:=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=.(3)计算公式:n=,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.全反射现象(1)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.(2)现象:折射光完全消失,只剩下反射光.4.临界角:折射角等于90°时的入射角,用C表示,sin C=.5.光的色散(1)光的色散现象:含有多种颜色的光被分解为单色光的现象.(2)光谱:含有多种颜色的光被分解后,各种色光按其波长的有序排列.(3)光的色散现象说明:①白光为复色光;②同一介质对不同色光的折射率不同,频率越大的色光折射率越大;③不同色光在同一介质中的传播速度不同,波长越短,波速越慢.(4)棱镜①含义:截面是三角形的玻璃仪器,可以使光发生色散,白光的色散表明各色光在同一介质中的折射率不同.②三棱镜对光线的作用:改变光的传播方向,使复色光发生色散.三、要点精析1.折射定律及折射率的应用(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(4)公式n=中,不论是光从真空射入介质,还是从介质射入真空,θ1总是真空中的光线与法线间的夹角,θ2总是介质中的光线与法线间的夹角.2.对全反射现象的四点提醒(1)光密介质和光疏介质是相对而言的.同一种介质,相对于其他不同的介质,可能是光密介质,也可能是光疏介质.(2)如果光线从光疏介质进入光密介质,则无论入射角多大,都不会发生全反射现象.(3)在光的反射和全反射现象中,均遵循光的反射定律,光路均是可逆的.(4)当光射到两种介质的界面上时,往往同时发生光的折射和反射现象,但在全反射现象中,只发生反射,不发生折射.3.全反射的有关现象及应用(1)海水中浪花呈白色、玻璃(水)中气泡看起来特别亮、沙漠蜃景、夏天的柏油路面看起来“水淋淋”的、海市蜃楼、钻石的夺目光彩、水下灯照不到整个水面、全反射棱镜等都与光的全反射有关.(2)光导纤维①结构:简称光纤,是一种透明的玻璃纤维丝,直径在几微米到一百微米之间,由内芯和外套两层组成,内芯的折射率大于外套的折射率,即内芯是光密介质,外套是光疏介质;②原理:光在光纤的内芯中传播,每次射到内、外层的界面上时,都要求入射角大于临界角,从而发生全反射.4.解决全反射问题的一般方法(1)确定光是从光密介质进入光疏介质.(2)应用sin C=确定临界角.(3)根据题设条件,判定光在传播时是否发生全反射.(4)如发生全反射,画出入射角等于临界角时的临界光路图.(5)运用几何关系或三角函数关系以及反射定律等进行分析、判断、运算,解决问题.5.测定玻璃的折射率(1)实验原理:用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线O′B,确定出O′点,画出折射光线OO′,然后测量出角θ1和θ2,代入公式计算玻璃的折射率.(2)实验器材:白纸、图钉、大头针、直尺、铅笔、量角器、平木板、长方形玻璃砖.(3)实验过程:①铺白纸、画线.a.如图所示,将白纸用图钉按在平木板上,先在白纸上画出一条直线aa′作为界面,过aa′上的一点O画出界面的法线MN,并画一条线段AO作为入射光线.b.把玻璃砖平放在白纸上,使它的长边跟aa′对齐,画出玻璃砖的另一条长边bb′.②插针与测量.a.在线段AO上竖直地插上两枚大头针P1、P2,透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像,调整视线的方向,直到P1的像被P2挡住,再在观察的这一侧依次插两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P1、P2的像及P3,记下P3、P4的位置.b.移去玻璃砖,连接P3、P4并延长交bb′于O′,连接OO′即为折射光线,入射角θ1=∠AOM,折射角θ2=∠O′ON.c.用量角器测出入射角和折射角,查出它们的正弦值,将数据填入表格中.d.改变入射角θ1,重复实验步骤,列表记录相关测量数据.(4)数据处理:计算每次的折射率n,求出平均值.(5)注意事项①玻璃砖应选用厚度、宽度较大的.②大头针要插得竖直,且间隔要大些.③入射角不宜过大或过小,一般在15°~75°之间.④玻璃砖的折射面要画准,不能用玻璃砖界面代替直尺画界线.⑤验过程中,玻璃砖和白纸的相对位置不能改变.6.求折射率的四种方法(1)计算法:用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,算出不同入射角时的,并取平均值.(2)图象法:改变不同的入射角θ1,测出不同的折射角θ2,作sin θ1-sin θ2图象,如图所示,其斜率就是玻璃的折射率.(3)辅助线段法:如图所示,作辅助线,且垂直于,量出、,作辅助线,且垂直于,量出、,即可求出:n==.(4)“单位圆法”:以入射点O为圆心,以适当长度R为半径画圆,交入射光线OA于E点,交折射光线OO′于E′点,过E作NN′的垂线EH,过E′作NN′的垂线E′H′,如图所示,n==.四、典型例题1.【2015重庆-11(1)】[选修3-4](6分)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【答案】A【解析】试题分析:白光中的可见光部分从红到紫排列,对同一介质的折射率,由折射定律知紫光的折射角较小,由光路可知,紫光将到达M点和Q点,而红光到达N点和P点,故选A。
考点:本题考查光的折射和全反射、光路、折射率。
2.(2015四川-3).直线P1P2过均匀玻璃球球心O,细光束a、b平行且关于P1P2对称,由空气射入玻璃球的光路如图a、b光相比A.玻璃对a光的折射率较大B.玻璃对a光的临界角较小C.b光在玻璃中的传播速度较小D.b光在玻璃中的传播时间较短【答案】C【解析】由于a、b光平行且关于过球心O的直线P1P2对称,因此它们的入射角i相等,根据图中几何关系可知,b光在玻璃球中的光路偏离进入球之前方向较多,即b光的折射角γ较小,根据折射定律有:n=,所以玻璃对b光的折射率较大,故选项A错误;根据临界角公式有:sinC=,所以玻璃对a光的临界角较大,故选项B错误;根据折射率的定义式有:n=,所以b光在玻璃中的传播速度v较小,故选项C正确;根据图中几何关系可知,a、b光进入玻璃球后,b光的光程d较大,根据匀速直线运动规律有:t=,所以b 光在玻璃中的传播时间较长,故选项D错误。
考点:对折射率、临界角、光的折射定律的理解与应用。
3.【2015山东-38(2)】半径为R、介质折射率为n的透明圆柱体,过其轴线OO’的截面如图所示。
位于截面所在平面内的一细束光线,以角i0由O点入射,折射光线由上边界的A点射出。
当光线在O点的入射角减小至某一值时,折射光线在上边界的B点恰好发生全反射。
求A、B两点间的距离。
【答案】【解析】光路如图;当光线从A点射出时,设折射角为r,由光的折射定律可知:,则A 点到左端面的距离为;若在B点发生全反射时,则,故B点离左端面的距离,联立解得AB间的距离为考点:光的折射定律;全反射.4.【2015福建-13】如图,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()A.λa<λb , n a>n b,B.λa>λb , n a<n b,C.λa<λb , n a<n bD.λa>λb , n a>n b【答案】B【解析】由图知,三棱镜对b光的折射率较大,又因为光的频率越大,介质对光的折射率就越大,所以n a<n b,故b光的频率大于a光的频率,在根据,所以b光的波长小于a光的波长,即λa>λb,所以B正确,ACD错误。
考点:光的折射、折射率5.【2015北京-21(1)】(18分)“测定玻璃的折射率”的实验中,在白纸上放好玻璃砖,aa'和bb'分别是玻璃砖与空气的两个界面,如图所示,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2,用“+”表示大头针的位置,然后在另一侧透过玻璃砖观察并依次插上P3和P4。
在插P3和P4时,应使A.P3只挡住P1的像B.P4只挡住P2的像C.P3同时挡住P1、P2的像【答案】C【解析】在“测定玻璃砖的折射率”实验中,由折射的光路可知插针时应使同时挡住、的像,同时挡住、、的像,故选项C正确。
考点定位:测定玻璃的折射率。
6.【2015安徽-18】如图所示,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。
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.B.C.D.【答案】A【解析】由几何关系,得入射角等于,折射角等于,所以折射率为,故选A。
考点:考查折射率知识。
7.【2015江苏-12】人造树脂时常用的眼镜片材料,如图所示,光线射在一人造树脂立方体上,经折射后,射在桌面上的P点,已知光线的入射角为30°,OA=5cm,AB=20cm,BP=12cm,求该人造树脂材料的折射率n【答案】1.5【解析】设折射角为,由折射定律由几何关系知,且代入数据解得(或n=1.5)考点:光的折射8.【2015海南-16】一半径为R的半圆形玻璃砖,横截面如图所示。
已知玻璃的全反射临界角r(r<)。
与玻璃砖的底平面成()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。
【答案】【解析】光路图如图所示,沿半径方向射入玻璃砖的光线,即光线①射到MN上时,根据几何知识入射角恰好等于临界角,即恰好在圆心O处发生全反射,光线①左侧的光线,经球面折射后,射到MN上的角一定大于临界角,即在MN上发生全反射,不能射出,光线①右侧的光线射到MN上的角小于临界角,可以射出,如图光线③与球面相切,入射角,从MN上垂直射出,根据折射定律可得,根据全反射定律,两式联立解得根据几何知识,底面透光部分的宽度9.【2014·福建卷】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图的是()【答案】A【解析】当光从光疏介质射入光密介质,必然可以发生折射,且入射角大于折射角,B、D 项错误,当光从光密介质射入光疏介质时,如果入射角大于临界角就会发生全反射,如A 选项所示,A项正确;如果入射角小于临界角,也会发生折射,且入射角小于折射角,C项错误。