光的折射定律
光的折射与透射的规律
光的折射与透射的规律光是一种电磁波,它传播的速度相当快,可达到每秒30万公里。
当光线从一种介质进入另一种介质时,经常会发生折射和透射现象。
本文将详细探讨光的折射与透射的规律。
一、光的折射规律光的折射是指当光线从一种介质进入另一种介质后改变传播方向的现象。
根据实验观察和研究,我们可以得出以下规律:当光线从一种光疏介质(光的传播速度较快)进入另一种光密介质(光的传播速度较慢)时,光线将向法线所在的角度弯曲。
这一现象被称为折射。
根据这一规律,我们可以得出光的折射定律: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。
光的折射定律可以用以下公式表示:n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂,其中,n₁和n₂分别代表两种介质的折射率,θ₁为入射角,θ₂为折射角。
例如,当光线从空气射入水中时,由于水的折射率较空气大,光线会向法线所在的方向弯曲。
当入射角增大时,折射角也会随之增大,但是两者的比值保持不变。
这一定律不仅在空气和水之间成立,在其他介质中也同样适用。
二、光的透射规律光的透射是指光线从一种介质穿过另一种介质并继续传播的现象。
根据实验观察和研究,我们可以得出以下规律:当光线从一种光疏介质透射到另一种光密介质时,光线将向法线所在的角度偏离。
这一现象被称为透射。
与光的折射类似,透射也遵循着一定的规律。
根据实验结果,当光线从光疏介质透射到光密介质时,入射角、折射角和反射角三者在同一平面内,并满足入射角、折射角的正弦之比等于介质折射率的比值。
这一规律被称为斯涅尔定律,可表示为:n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂,其中,n₁和n₂分别代表两种介质的折射率,θ₁为入射角,θ₂为折射角。
光的透射使得我们能够看到不同介质中的物体。
例如,当我们将一根直立在水中的杆子观察时,由于水的折射率大于空气,我们会看到杆子在水中弯曲的现象。
这是由于光线经过折射后改变了方向,导致我们的视觉产生了错觉。
总结:光的折射和透射符合一定的规律,可以用数学公式描述,即光的折射定律和斯涅尔定律。
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
《光的折射定律》 知识清单
《光的折射定律》知识清单一、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变化,这种现象叫做光的折射。
比如,我们把一根筷子插入水中,从水面上方看,筷子好像在水中“折断”了,这就是光的折射现象导致的。
二、光的折射定律的内容光的折射定律可以总结为以下几点:1、折射光线、入射光线和法线在同一平面内。
想象一下有一张纸,入射光线、折射光线和法线都在这张纸上,不会跑到纸外面去。
2、折射光线和入射光线分居法线两侧。
也就是折射光线在法线的一边,入射光线在法线的另一边,不会混在一起。
3、入射角的正弦与折射角的正弦成正比。
这是一个比较抽象的概念。
简单来说,就是入射角的大小和折射角的大小之间存在一定的比例关系。
例如,当光从空气斜射入水中时,入射角的正弦与折射角的正弦的比值是一个常数。
三、光的折射定律的数学表达式光的折射定律可以用数学公式来表示:n1sinθ1 =n2sinθ2其中,n1 和 n2 分别是两种介质的折射率,θ1 是入射角,θ2 是折射角。
折射率是一个反映介质光学性质的物理量。
比如,光在真空中的速度是 c,在某种介质中的速度是 v,那么这种介质的折射率 n 就等于 c / v 。
不同的介质具有不同的折射率。
通常情况下,真空的折射率被定义为 1,空气的折射率接近于 1,而水的折射率约为 133,玻璃的折射率则更大。
四、光的折射定律的应用1、透镜成像我们常见的眼镜、放大镜、显微镜和望远镜等,都利用了光的折射定律。
以凸透镜为例,平行于主光轴的光线通过凸透镜后会会聚于一点,这个点叫做焦点。
而从焦点发出的光线经过凸透镜折射后会平行于主光轴射出。
2、光纤通信光纤是一种能够传输光信号的细玻璃丝。
光在光纤中发生多次全反射,从而实现远距离的信号传输。
这其中也离不开光的折射定律的作用。
当光从光密介质(折射率大的介质)射向光疏介质(折射率小的介质)时,如果入射角大于临界角,就会发生全反射现象。
3、三棱镜分光三棱镜可以将白光分解成七种颜色的光,这叫做光的色散。
光的折射定律探究
光的折射定律探究光的折射是一种光线在介质之间传播时发生的现象。
折射定律是描述光在两种介质之间发生折射时的规律。
在本文中,我们将探究光的折射定律,并分析其原理和应用。
一、光的折射定律简介光的折射定律是由第一个提出该定律的斯奈尔(Snell)命名,也被称为斯奈尔定律。
折射定律表述了当光线从一种介质穿过界面进入另一种介质时,光线的入射角和折射角之间的关系。
该定律可以用数学表达式形式表示如下:n1sinθ1 = n2sinθ2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。
折射定律的实质是描述光在不同介质中传播速度的变化,因为折射率与介质中光的传播速度有关。
二、折射定律的原理折射定律的原理可以通过光的波动性和光的速度差异来解释。
首先,光以波动形式传播,当光从一种介质进入另一种介质时,由于介质性质的不同,光的传播速度也会发生改变。
在光传播过程中,波速=v=λf,其中λ为波长,f为频率。
由于光速度=v,所以光的波长和频率在不同介质中传播时保持不变。
其次,由于光在介质中传播速度的改变,光线在入射介质和折射介质之间的界面上发生偏转。
这种偏转称为折射。
最后,根据折射定律可以得出,当光从光疏介质射向光密介质时,入射角较大时,折射角也相应较大;而入射角较小时,折射角也相应较小。
这说明光在不同介质中沿着不同的路径传播,从而形成折射现象。
三、折射定律的应用折射定律在日常生活中有着广泛的应用。
1. 光的折射和透镜通过透镜引入的光线,根据折射定律可以计算出光线在透镜内的传播轨迹,从而实现对光线的合焦、散焦等控制,应用于眼镜、显微镜、望远镜、照相机等光学仪器的设计和制造。
2. 扩散板和光导纤维扩散板和光导纤维是利用折射现象来实现光的传导和扩散的器件。
扩散板通过不断发生折射来使入射光均匀地散射出去;光导纤维则通过高折射率的光纤管,使光线在内壁多次发生全反射,从而实现光的传导。
3. 折射率测定根据折射定律,可以通过测量光线入射角和折射角的关系,推算出介质的折射率。
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
O
解: ①光在圆柱体中的传播速度
v c n 3 10 m/s
8
②设光线PC经折射后经过B点,光路图如图所示
由折射定律有:
sin sin n 3
①
又由几何关系有: 2
解①②得
60
②
P
3 cm
α
C
β
光线PC离直线AB的距离
CD R sin 10
r=8cm,h=6cm,H=24cm,R=26cm,求水的折 射率.
S
h H
r
解:
根据光路图,可知
r r h
2 2
sin 1
2
8 8 6
2
0 .8
sin 2
Rr (Rr ) H
2 2
18
sin 1 sin 2
18
2
0 .6
2
24
由折射定律得
得 n 4 3
n
h
2
1
S
r
H
042.08年苏、锡、常、镇四市教学情况调查(一)13(2) 13. (供选修3-4考生作答) (2)如图所示,己知平行玻璃砖的折射率,厚度 为d.入射光线AO以入射角i=60°射到玻璃砖的上 表面,经玻璃砖折射从下表面射出,出射光线与
入射光线平行,求两平行光线间距离.(结果可用
光 的 折 射
一、光的折射定律 (1)折射光线在入射光线和法线所在的平面上, 折 射光线和入射光线分居在法线的两侧, (2)入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数
sin i sin n
折射定律的各种表达形式: n sin 2 v sin (θ 1为入、折射角中的较大者) 在光的折射现象中,光路也是可逆的。 二、 折射率: (1)光从真空射入某种介质时,入射角的正弦 跟折射角的正弦之比 sin i n
光的折射定律与介质
光的折射定律与介质光是我们生活中非常重要的一种现象,它对我们的生活和科学研究都具有重要的影响。
而光的折射定律是光学中一个非常基础的定律,用来描述光在介质中传播时的行为。
在本文中,我们将详细介绍光的折射定律和介质对光的影响。
一、光的折射定律光的折射是指光线由一种介质进入另一种介质时改变传播方向的现象。
根据实验观察,我们可以得出光的折射定律:"当光从一种介质入射到另一种介质中时,入射光线与折射光线的入射角和折射角的正弦之比,等于两种介质的折射率的比值。
"这个定律可以用下面的公式来表示:n1sinθ1 = n2sinθ2其中,n1和n2分别是两种介质的折射率,θ1是入射角,θ2是折射角。
利用光的折射定律,我们可以解释和预测光线在介质中的传播路径和行为。
同时,我们也可以根据这个定律设计和改进各种光学器件,如透镜、棱镜等。
二、介质对光的折射的影响介质是指光在其中传播的物质,可以是固体、液体或气体。
不同的介质对光的传播和折射有不同的影响,下面我们将介绍一些常见的介质对光的折射的影响。
1. 固体介质固体介质中的原子和分子紧密排列,光在其中传播时会遇到晶格结构的阻碍,因此光的速度会比在真空中慢。
这导致了光在固体中的折射角度会比在空气或真空中的折射角度小。
2. 液体介质液体介质中的分子之间的距离比固体介质大,因此光的速度会比在固体中快一些。
相比之下,光在液体中的折射角度会比在固体中的折射角度大一些。
3. 气体介质气体介质是光速度最快的介质,光在其中的传播速度远远大于在固体或液体中的传播速度。
因此,光在气体中的折射角度会比在固体或液体中的折射角度更大。
除了介质的物理性质外,介质的折射率也会对光的折射产生影响。
折射率反映了光在介质中传播时受阻力的大小。
折射率越大,光的传播速度越慢,同时折射角度也会变大。
总结:光的折射定律和介质对光的折射有着密切的关系。
通过光的折射定律,我们可以预测和解释光在不同介质中传播时的行为。
光的折射定律口诀和内容
光的折射定律口诀和内容
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。
光的折射定律原理折射定律由荷兰数学家斯涅尔发现,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)射入第二媒质(折射率n2)时,在平滑界面上,部分光由第一媒质进入第二媒质后即发生折射。
实验指出:(1)折射光线位于入射光线和界面法线所决定的平面内;(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,对折射率一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。
光的折射规律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、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,因为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。
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。
光的折射与光的折射定律
光的折射与光的折射定律光的折射是指光线在通过不同介质界面时发生方向改变的现象。
光的折射定律则描述了光在折射过程中的行为规律。
本文将详细讨论光的折射以及光的折射定律,探究这些现象背后的科学原理。
一、光的折射光的折射是光线通过介质界面时发生的一种现象,它是由于光线从一种介质进入另一种介质时,由于两种介质的光速不同而引起的。
当光线从一种介质进入另一种介质时,光线的传播速度发生改变,其入射角和折射角也会发生变化。
二、光的折射定律光的折射定律由数学表达式描述,即“入射角的正弦与折射角的正弦的比值在两个介质中是一个常量”,也就是著名的斯涅尔定律。
它可以表示为:n1sinθ1 = n2sinθ2其中,n1和n2分别是两种介质的折射率,θ1是入射角,θ2是折射角。
光的折射定律不仅仅适用于光线由光疏介质进入光密介质的情况,对于光线由光密介质进入光疏介质的情况同样成立。
只需将n1和n2对调即可。
这个定律描述了光的折射现象并提供了计算折射角的方法。
三、光的折射定律实验验证为了验证光的折射定律,可以进行一系列实验。
其中一种常用的实验是通过测量光线在不同介质中的入射角和折射角,然后利用折射定律的公式计算折射率。
这种实验可以使用折射仪或者倾斜实验台进行。
实验步骤如下:1. 将折射仪或倾斜实验台放置在平稳的台面上;2. 调整仪器使之水平,并放置一条参考线以作为光线入射的方向参照;3. 使用光源发出一束光,并使其经过透镜或光栅汇聚成一束平行光,朝向折射仪或倾斜实验台;4. 调整仪器,使光线通过折射面,观察光线在不同介质中的入射角和折射角,并记录下来;5. 根据所得数据,利用光的折射定律的公式计算折射率。
通过实验测量,可以得到不同物质的折射率,并验证光的折射定律在实验中的适用性。
四、光的折射应用光的折射在日常生活中有着重要的应用。
光的折射现象是光学仪器的基础,例如望远镜、显微镜等利用了光的折射原理来实现光线的聚焦和放大。
此外,折射还有助于我们解释一些自然现象,如大气中的彩虹现象,它是由于阳光经过水滴的折射和反射而产生的。
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传播到另一种介质时改变传播方向的现象。
这一现象可以通过折射定律来描述。
本文将介绍光的折射现象,并详细解释折射定律的原理及应用。
1. 折射现象当光线从一种介质(例如空气)传播到另一种具有不同折射率的介质(例如水或玻璃)时,光线会发生折射现象。
折射现象的一个常见的示例就是看到水中物体的畸变。
2. 折射定律折射定律是描述光线在折射时的行为规律。
它可以用数学公式表示为:n1*sin(θ1) = n2*sin(θ2),其中n1和n2分别是两个介质的折射率,θ1和θ2分别是光线与法线所成的角度。
3. 折射定律的解释折射定律的公式说明了光线在两种介质之间传播时的方向变化。
当光线从一个介质传播到折射率较高的介质时,它的传播方向会向法线弯曲。
相反,当光线从一个介质传播到折射率较低的介质时,它的传播方向会离开法线弯曲。
这种弯曲的程度取决于两种介质的折射率之比。
4. 折射定律的应用折射定律的原理在许多实际应用中被广泛使用。
以下是一些例子:4.1 光学透镜透镜是一种光学器件,可利用折射现象来集中或分散光线。
凸透镜能够使平行光线汇聚于一个点,被称为焦点;而凹透镜则将平行光线分散。
透镜的形状和折射率可以根据需要设计,以满足特定的应用需求。
4.2 光纤通信光纤通信是一种利用光的折射性质来传输信息的技术。
光纤由具有较高折射率的材料制成,光线在光纤内壁的全反射现象使得光信号可以在光纤中传输,以实现高速、远距离的通信。
4.3 水下折射当光线从空气进入水中时,由于水的折射率较高,光线会发生折射现象。
这就是为什么水中的物体会看起来比实际位置更浅的原因。
该原理在潜水和水下摄影中具有重要意义,因为它必须被考虑在内,以获得准确的测量和成像。
5. 总结光的折射与折射定律是光学中重要的概念。
通过了解光线从一个介质到另一个介质的传播行为,我们可以更好地理解光的性质,并应用于各种实际应用中。
折射定律作为描述光线折射行为的数学模型,可以帮助我们计算和预测光的传播方向和路径。
光的折射初中物理知识点
光的折射初中物理知识点光的折射初中物理知识点物理学是研究物质最一般的运动规律和物质基本结构的学科。
作为自然科学的带头学科,物理学研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律,因此成为其他各自然科学学科的研究基础。
下面是店铺收集整理的光的折射初中物理知识点,仅供参考,大家一起来看看吧。
光的折射初中物理知识点 1光的折射定律1、在光的折射中,三线共面,法线居中。
2、光从空气斜射入水或其他介质时,折射光线向法线方向偏折;光从水或其它介质斜射入空气中时,折射光线偏离法线,折射角随入射角的增大而增大;3、斜射时,总是空气中的角大;垂直入射时,折射角、反射角和入射角都等于0°,光的传播方向不改变4、当光射到两介质的分界面时,反射、折射同时发生。
5、光的折射中光路可逆。
光的折射现象及其应用1、生活中与光的折射有关的例子:水中的鱼的位置看起来比实际位置浅(高)一些(鱼实际在看到位置的后下方);由于光的折射,池水看起来比实际的浅一些;水中的人看岸上的景物的位置比实际位置高些;夏天看到天上的星斗的位置比星斗实际位置高些;透过厚玻璃看钢笔,笔杆好像错位了;斜放在水中的筷子好像向上弯折了;(要求会作光路图)2、人们利用光的折射看见水中物体的像是虚像(折射光线反向延长线的交点)店铺相信看过上面的初中物理知识点之光的折射定律,聪明的同学们一定可以顺利答题了吧。
接下来还有更多更全的物理知识等着大家来记忆哦。
中考物理知识点:透镜关于物理中透镜的知识,希望同学们很好的掌握下面的内容知识哦。
透镜透镜:透明物质制成(一般是玻璃),至少有一个表面是球面的一部分,对光起折射作用的光学元件。
分类:1、凸透镜:边缘薄,中央厚。
2、凹透镜:边缘厚,中央薄。
主光轴:通过两个球心的直线。
光心:主光轴上有个特殊的点,通过它的光线传播方向不变。
(透镜中心可认为是光心)焦点:凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点,这点叫透镜的焦点,用"F"表示虚焦点:跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散,发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点,这一点不是实际光线的会聚点,所以叫虚焦点。
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。
光的折射定义
光的折射定义
光的折射。
1、定义:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向一般会发生变化;这种现象叫光的折射现象。
2、光的折射定律:
折射光线,入射光线和法线在同一平面内。
折射光线和入射光线分居与法线两侧。
光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角,属于近法线折射。
光从水中或其他介质斜射入空气中时,折射角大于入射角,属于远法线折射。
光从空气垂直射入或其他介质射出,折射角等于入射角等于0度。
3、在折射时光路是可逆的。
4、应用:从空气看水中的物体,或从水中看空气中的物体看到的是物体的虚像,看到的位置比实际位置高。
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.。
光的折射三大定律
光的折射三大定律
光的折射行为遵循三大定律,也称为斯涅尔定律。
这三大定律描述了光线从一种介质进入另一种介质时的折射规律。
以下是这三大定律:
1.第一定律(折射定律):入射光线、折射光线和法线三者在同
一平面上。
这意味着,当光线从一种介质(如空气)进入另一
种介质(如玻璃或水)时,入射光线、折射光线和垂直于界面
的法线都在同一平面内。
2.第二定律(正弦定律):正弦比与入射角和折射角的正弦成正
比。
具体表达式为:n1sinθ1=n2sinθ2
•n1 和n2 分别为两种介质的光速度比(折射率)。
•θ1 为入射角,θ2 为折射角。
3.第三定律:当光从光密介质(折射率较大)射向光疏介质(折
射率较小)时,折射光线离法线近一侧,入射角越大,折射角
也越大。
当光从光疏介质射向光密介质时,折射光线离法线近
一侧,入射角越大,折射角也越大。
光的折射定律是什么
光的折射定律是什么当我们把一根笔直的筷子插入水中,会惊奇地发现筷子好像在水面处“折断”了;当我们站在河边,看到水中鱼儿的位置好像比实际的更浅。
这些神奇的现象背后,都隐藏着光的折射定律在起作用。
那么,光的折射定律究竟是什么呢?要理解光的折射定律,首先得知道光是一种电磁波,它在均匀的介质中沿直线传播。
但当光从一种介质进入另一种介质时,比如从空气进入水,或者从玻璃进入空气,它的传播方向就会发生改变,这就是光的折射现象。
光的折射定律可以简单地概括为:折射光线、入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分别位于法线的两侧;入射角的正弦值与折射角的正弦值之比为一常数,这个常数叫做折射率。
我们来详细解释一下这几个要点。
“折射光线、入射光线和法线在同一平面内”,法线是我们为了研究光的折射而引入的一条虚拟的垂线,它垂直于两种介质的分界面。
这就好比我们在一张纸上画三条线,其中一条垂直于纸的边缘,另外两条分别从纸的一边斜着穿过到另一边,这三条线必然都在这张纸上,不会跑到纸外面去,这就是它们在同一平面内的意思。
“折射光线和入射光线分别位于法线的两侧”,想象一下,入射光线是一个运动员从左边冲向中线,那么折射光线就像是他被中线“反弹”到了右边,而中线就是法线。
“入射角的正弦值与折射角的正弦值之比为一常数,这个常数叫做折射率”,这是光的折射定律中最核心也最定量的部分。
入射角是入射光线与法线的夹角,折射角是折射光线与法线的夹角。
不同的介质具有不同的折射率,比如真空的折射率约为 1,空气的折射率略大于 1,水的折射率约为 133,玻璃的折射率约为 15 等等。
这意味着,当光从一种介质进入另一种介质时,入射角的正弦值与折射角的正弦值的比值是固定的,由这两种介质的性质决定。
为了更直观地理解光的折射定律,我们可以通过一些实验来观察。
比如,我们可以用一个透明的玻璃砖,让一束激光从一侧斜着射入玻璃砖,然后在另一侧观察折射光线的方向。
通过测量入射角和折射角,并计算它们的正弦值之比,我们就可以验证光的折射定律。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
没有没有大气,将迟一些看到 太阳
折射定律应用3:
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。
表4-2-1 冕牌玻璃对各种色光的折射率
色光
红
橙
1.514
黄
1.517
绿
1.519
蓝
1.528
靛、紫
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 ⑤当入射角增大 时,折射角也随 着增大
空 气
水
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
c 3 10 m / s
8
由于光在空气中的传播速 度近似等于在真空中传播速度 c,所以光从空气中射向介质 时,公式也适用。
附:波的折射定律证明 由惠更斯原理,A、B为同一波面上的两点 经t后,B点发射的子波到达界面处D点,A 点的到达C点,
BD v1t sin i AD AD
v2 t AC sin r AD AD
4.1 光的折射定律
复习:光的反射
光在传播到界面时,被两种介质的界 面反射回原来的介质中继续传播的现 象叫光的反射。
法线
光 路 可 逆
入射光线
入射角 反射角
反射光线
平面镜
光的反射遵循反射定律:
(1)反射光线、入射光线和法线 同平面 (2)反射光线和入射光线分居法 线两侧
(3)反射角和入射角 相等
1.63
1.55
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
实验原理:
1、根据折射率的 sin i 定义:
n sin r
法线
要测折射率,必 须知道与一个折射 现象对应的折射角 和入射角。
i=?
空气
界面
r=?
玻璃
实验器材:
玻璃 砖 白 纸 、大头针若干、铅笔、直
尺、量角器
光线从空气中以入射角i射在玻璃砖的上表面上,穿 过玻璃砖后,又射入空气中。如果玻璃砖的上下表面是平 行的,求光线从玻璃砖射出后的传播方向。
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
β
i
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?
45°
例:光线从空气中以入射角i射在玻璃 砖的上表面上,穿过玻璃砖后,又射入 空气中。如果玻璃砖的上下表面是平行 的,求光线从玻璃砖射出后的传播方向。 i
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
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?
1.532
折射率 1.513
各种色光在真空中的速度都等于c, 由公式n=c/v可知,各种色光在同一均 匀介质中的传播速度v是不相同的。介 质对紫光的折射率最大,表示紫光在介 质中的传播速度最小;介质对红光的折 射率最小,表示红光在介质中的传播速 度最大。
例:斜插入水中的筷子与竖直方向成 45°角,由空气中向下观察,看到筷 子在水中的部分与竖直方向成的角度 为θ,则( B ) A.θ<45° B.θ>45°
i
A v2 t
B
i
v1t
r
sin i v1 sin r v2
r
证毕
C
D
表4-1-2 几种介质的折射率
介质 空气 酒精
n
1.00029
介质 水 麻油
n
1.33
介质 冰 水晶
n
1.309
1.36
1.47
1.54
各种 玻璃
红/蓝 宝石
1.40~2.00
金刚 石
二硫 化碳
2.42
翡翠
岩盐
1.57
1.77
新课:光的折射
光射到两种介质的 分界面时,一部分光从 一种介质进入另一种介 质继续传播,传播方向 通常会发生改变的现象。 这种现象叫光的折射
一、光的折射
入射光线
i
入射角
空气
水
折射角
r
折射光线
光的折射定律
①折射光线、入射光线、法线在同一平面内
②折射光线和入射光线分居法线两侧
入射角、 折射角有什 么关系呢 ?
空气 水
水 空气
n 大于 1 n 小于 1
折射光路也是可逆的
空气
i
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。
sin i n sin r
二、介质的折射率
sin i n sin r
由波的折射定律可以得出:
v1 c n v2 v
i
单色光经玻璃 砖后,侧移而 传播方向不变
r
i
r
1 2
θ1
θ2
3
4
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。
从上向下看,
实际深度H 视深h 折射率n
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
单色光经玻璃砖后, 侧移而传播方向不 变
r
i
r