折 射 率
折射率椭球方程
![折射率椭球方程](https://img.taocdn.com/s3/m/197fe2ab172ded630b1cb6fc.png)
如果用 C 表示 Π0 面法线方向的单位矢量,则 C 的方向
即是光轴方向。由于tan0有正负两个值,相应的 Π0 面及其
法向单位矢量 C 也有两个,因此有两个光轴方向 C1 和 C2 , 即双轴晶体。
实际上,C1 和 C2 对称地分布在 x3 轴两侧。由 C1 和 C2 构成的平面叫做光轴面,显然,光轴面就是x3Ox1平面。设
k 12
1 n2
1 n12
k
2 2
1 n2
1 n22
k32
1 n2
1 n32
0
若以 n2 x12 x22 x32 n2k12 n2k22 n2k32 代 入 上 式 , 得 到其直角坐标方程:
(n12 x12 n22 x22 n32 x32 )(x12 x22 x32 ) [n12 (n22 n32 )x12 n22 (n32 n12 )x22 n32 (n12 n22 )x32 ] n12n22n32 0
利用双轴晶体的折射率椭球可以确定相应于k方向两束 特许线偏振光的折射率和振动方向,具体计算比单轴晶体 复杂得多。只讨论几种特殊情况:
(i) 当k方向沿着主轴方向(如x1轴)时,相应的两个特许线 偏振光的折射率分别为n2和n3,D矢量的振动方向分别沿 x2 轴和 x3 轴;当 k 沿 x2 轴时,相应的两个特许线偏振光的折 射率分别为 n1和 n3,D矢量的振动方向分别沿 x1轴和 x3轴。
平行。中心截面与椭球的截线方程为
x1' 2 no2
x2' 2 ne' 2
1
包含 x3 轴的中心截面都可选作x3Ox1平面。对于正单轴晶
02第二讲 光率体
![02第二讲 光率体](https://img.taocdn.com/s3/m/f33c412e2af90242a895e533.png)
必定分别等于椭圆切面长短半径No 与Ne′。双折率等于椭圆切面长短 半径No与Ne′之差,其大小递变于
零与最大双折率之间。在一轴晶光 率体任何斜交光轴的椭圆切面长短
半径中,始终有一个是No。如为正 光性,短半径为No;如为负光性, 长半径为No。
小介于零与最大值之间。
• ④垂直Bxo的切面
• 椭圆切面。正光性晶体相当
于主轴面NgNm面,负光性晶 体相当于主轴面NmNp面。光
波垂直这种切面入射(即沿
Bxo 方 向 入 射 ) , 发 生 双 折
射,分解形成两种偏光。其
振动方向分别平行Nm与Ng轴 或Nm与Np轴;折射率分别等 于Ng与Nm或Np与Nm。双折率 等于Ng—Nm或Nm—Np,其大
一
轴
晶
X
(
中
级
晶
族
)
光
性
方
位
二轴晶(低级晶族)光性方位
三 一轴晶光率体
• 一轴晶光率体是一个以Z晶轴为旋转轴的
旋转椭球体,而且有正负之分。这类矿 物有最大和最小两个主持射率值,分别
以符号Ne和No表示
• 正光性光率体 • 负光性光率体 • 一轴晶光率体的主要切面
一轴晶光率体的特点
• 一轴晶光率体为 以Z轴为轴的旋 转椭球体
• 只有一个与Z轴 平行的光轴
垂直光轴
平行光轴
斜交光轴
No Ne`
Ne
No
No
No
一轴晶负光性光率体的主要切面
四 二轴晶光率体
• 二轴晶矿物晶体的三个结晶轴单位不相等(a≠b≠c),表明
几何光学_全反射
![几何光学_全反射](https://img.taocdn.com/s3/m/967e9749680203d8cf2f245c.png)
(4) 光纖應用:醫療診病用的內視鏡(introscope)及光纖通 訊等。
(4) 光纖應用:醫療診病用的內視鏡(introscope)及光纖通 訊等。
◄圖(一) 光纖外觀示意圖
◄圖(二) 截面圖 ◄圖(三) 光利用全反射在 可彎曲的光纖內行進
範例 3 三稜鏡的全反射問題
如右如圖右所圖示所的示直,角若三欲稜產鏡生,全是由
折反射射率,為則2.θ00必的須透大明於物臨質界所角製成
,向θ其垂c,邊直即角於s之斜inθ一邊>為。sin試θθ,c問=入:1n射θ=角光在的什方 麼範2.10圍0 內,θ>入3射0.光0°,才又會當經光由線兩行次進的至全另反一射直而角從邊斜時邊,射
(C)
n
甲=
1 2
,n
乙=
1 3
(D()2n) 甲在=乙2,、n 丙乙=間3的(界E)面n 甲發=生全32反,射n,乙=則光3線由甲到乙先折射,所以 (2) (若A)光s束in3θ在×32s1乙in×、(sin丙91(20間-90的θ-(界B2θ))面s1in發)θ1生=×1s全3in×反s91i0射n3°(,…9則(0乙C-s)、isnθiθn丙θ2)1間的1 …的範光界圍線為面32由下發甲列生(D何到全)者乙s反in?先θ射折1…射○2…13…○1 ,
出入?射角為 90°-θ。若欲發生全反射,則須 sin(90°-θ)
>sinθc=
1 2.00
90°-θ>30.0°,即 θ<60.0°,所以 θ
[答案的]範3圍0.0為°<3θ0.0<°<60θ<.0°60.0°。
平面光波在电介质表面的反射特性仿真研究
![平面光波在电介质表面的反射特性仿真研究](https://img.taocdn.com/s3/m/3d3ff811964bcf84b9d57b7e.png)
1 Байду номын сангаас— 1
《 电子设 计 工程 ) 0 2年 第 1 21 1期
透射波 : E= ,x k(i —o )【 , o pi 2s cs Ee [ n 一o 胡 () 4
12 8 3年 ) 。其 中 , ( 1 和 式 ( 3 是 反 射 公 式 , ( 2 和 式 式 1) 1) 式 1)
E epi 1s 0 — O0y一 t ; x k(i r CSr)t】 [ nx O
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基 金 项 目: 军队 重 点科 研 项 目( J 5 3 ) K 0 18 作 者 简 介 : 昊 鹏 (9 7 ) 男 , 宁 沈 阳人 , 士 研 究 生 。研 究 方 向 : 确 制 导 武 器 的作 战 使 用与 仿 真 。 王 18 一 , 辽 硕 精
c s 矿c s o 0悱 cs 0 o ( 6)
失问题 。
2 平面 光 波在 电 介质 表 面 的 反射 和 折 射
21 电矢 量 平行 入 射 面 .
平 面 光 波 的 电 矢 量 平 行 于入 射 面 , 此 其 电场 只有 P分 因 量 , 磁 场 垂 直 于 入 射 面 , 此 只 有 S分 量 , 面 光 波 传 输 其 因 平 方 向矢 量 | 在 入 射 面 内 , 与 : 平 行 。 以 、 和 曰所 确定 j } 轴 E
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塑料的一些光学特性如透光率、雾度、折射率等知识
![塑料的一些光学特性如透光率、雾度、折射率等知识](https://img.taocdn.com/s3/m/1b1325582a160b4e767f5acfa1c7aa00b52a9d33.png)
塑料的光学特征包括两类:一类为传递特性,包括光的透过、反射、散射及折射等;另一类为光的转换特性,包括光的吸收、光热、光化、光电及光致变色等。
常用可表征光的传递特性指标有透光率、雾度、折射率、双折射及色散等。
在上述指标中,透光率和雾度两个指标主要表征材料的透光性,而折射率、双折射及色散三个指标主要用于表征材料的透光质量。
一种好的透明性材料,要求上述性能指标优异且均衡。
1.透光率(Tt)透光率是表征树脂透明程度的一个最重要性能指标。
一种树脂的透光率越高,其透明性就越好。
塑料制品透明的条件有两个:一为制品是非结晶体;二为虽部分结晶但颗粒细小,小于可见光波长范围,不妨碍太阳光光谱中可见光和近红外光的透过。
任何一种透明材料的透光率都达不到100%,即使是透明性最好的光学玻璃的透光率一般也难以超过95%。
造成人射光通量在媒体中损失的主要原因有如下几个方面。
(1)光的反射反射即入射光进入聚合物表面而返回的光通量。
反射光通量占光在透过媒体时损失的大部分。
衡量光的反射程度可用反射率?表征,反射率可通过其折射率(n)进行计算,两者关系如下。
例如,PMMA的折射率n=1.492,则其R经计算为3.9%说明PMMA的反射光比较小,透光率大,透明性好。
(2)光的吸收入射到聚合物上的光通量既没有透过也没有反射部分的光通量即为光的吸收。
优良的透明塑料光的吸收很小。
光线吸收的大小取决于聚合物本身的结构,主要指分子链上原子基团与化学键的性质。
例如,含有双键(冗键)的聚合物易于吸收可见光而产生能级的转移。
还以PMMA为例,其透光率一般为93%,反射率为3.9%,则其余3.1%即为光的吸收与光的散射两者之和。
(3)光的散射光的散射即光线入射到聚合物表面,既没有透过也没有反射和吸收的一部分光通量,其占有比重比较小。
造成光散射的原因有:制品表面粗糙不平,聚合物内部结构不均匀如分子量分布不均匀、无序相与结晶相共存等。
结晶聚合物的散射比较严重,只有结晶聚合物的晶体颗粒小于可见光波长时,才能像非晶聚合物那样不引起散射,光线全部透过,提高透明度。
什么是折射率
![什么是折射率](https://img.taocdn.com/s3/m/b5abeb5c33687e21af45a9fa.png)
光在两介质中传播速率的比值称为折射率. 一般分为相对折射率和绝对折射率. 假若平面电磁波入射到两种均匀的各向同性介质的界面上,从第一种介质入射到界面的波将分成两个波,一股透入第二种介质,方向发生改变,称为折射波. 第二股反射回第一种介质,称为反射波.光波从第一种介质透入第二种介质后方向发生改变的现象称为光的折射. 如图所示,θi ,θt 分别称为入射角和折射角. 以v 1、v 2分别表示光在介质1和2中的速率. 入射线、折射线和界面的法线位于同一平面上,并且有1221sin sin n v v t i ==θθ,这就是折射定律.n 12是与入射角θi 无关的常数,它的值与光的频率有关. n 12称为由介质1向介质2折射的相对折射率。
绝对折射率表示光从真空(或空气)中射入某种媒质时发生偏折程度的数值。
常用n 表示。
绝对折射率数值等于入射角正弦值与折射角正弦值的比值。
或等于真空中的光速与在媒质中的传播速度的比值. 若以n1和n2分别表示介质1和2的绝对折射率,那么折射定律可写为12sin sin n n t i =θθ.折射定律是1621年Snell 首先从实验上建立起来的,所以也称为Snell 定律. 折射率n 与介电常数ε及磁导率μ之间的关系由Maxwell 公式εμ=n 给出.n 与光频率ω的关系称光的色散关系.对于电导率σ不为零的介质,其折射率应由复折射率n c =n-ik 表示,这里n 就是我们前面说的透明介质中的折射率.而k 称为消光系数,它与吸收系数α的关系为α=2ωk/c ,这里c 是真空中的光速.这时n 和k 与介质的σ和ε等的关系可表示为⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+=14121141212/1222/122ωεπσεωεπσεk n当光在各向异性的晶体材料中传播时,由于介电常数ε为一个二级张量,由Fresnel 方程知,对某一给定的波法矢,允许有两个独立的平面波在各向异性介质中传播,这两个波有不同的折射率,不同的相速度和不同的偏振态,而且两个偏振方向互相垂直,这就是双折射现象. 光在各向异性介质中的折射率,可用折射率椭球来形象地描述.为了更好的理解折射率,我们需要从微观的角度了解折射率的本质。
KJ 折射率的测定(“折射率”相关文档)共9张
![KJ 折射率的测定(“折射率”相关文档)共9张](https://img.taocdn.com/s3/m/2260911bfd4ffe4733687e21af45b307e871f95e.png)
用标准玻璃进行校正的操作:
(1)打开下棱镜,把上方棱镜表面调整到水平位置,然后在标准玻璃块的抛光面上加上1滴α-溴
萘液体湿润,将其贴在上棱镜的抛光面上 (2)由目镜观察,调节补偿旋钮和棱镜旋钮使目镜视野内明暗分界线 在十字交叉点上.
(3)在读数镜刻度尺上读数,数值应为标准玻璃的折光率值. 同上方法进行校正。
显然,从图中法线左边入射的光线折射入介质时,折射线都应落在临界折射角之内。
(20.0±0.1)℃或规定温度. 塑料片至少与棱镜接触的一面必须平整经抛光。
校准完毕后,拭净镜身各机件、棱镜表面并用乙醚或无水乙醇清洗,将透明试样在抛光面涂1点α-溴萘使之贴在上棱镜表面,使恒温15min.
3.折光仪的校准 由于光在空气中的传播速度最快,因此,任何物质的折射率都大于1
n D= sin i/sin r
❖ 实际应用中,折射率是指在20℃的条件下, 钠光谱的D线(λ=589.3 nm)光自空气中通过被 测物质时的入射角的正弦与折射角的正弦之比, 以nD20记之. 水的折射率nD20 =1.3330
❖ 由于光在空气中的传播速度最快,因此,任何物
质的折射率都大于1
折射率测试
实际应用中,折射率是指在20℃D的条件下,钠光谱的D线(λ=589.
水的折射率nD20 =1.
入时角明射暗,以所角交外对i界增没应线大有的即,折折为折射射只临射光角有界角称,临折为也自界射临相然角角界应以是。折增内暗临射大才区界角,有。折r当折目射镜入射角内射光的视角,大野i形小达呈成和到现亮介极半区质大明,折值半临射9暗0率界, 入在射目的 镜光中线观折察射 ,入介质时,折射线都应落c。在显临然界,折从射图角中之法内线。左这边时º 开在 透(在水入折分目开水实入1光在入目1)启测明读的射射别镜启的际射在测射镜打折仪 定性 数 折 光 率 调 内 仪 折 应 光 不 定 光 内开射器水 -镜射夹是节视器射用夹同水夹视下--率透光溶 刻率角有补野光率中角介溶角野棱(光源性 度n正机偿呈源n,正质性正呈镜DDR率样 尺弦化旋现折弦中样弦现,,,22调调e00f、品 上与合钮半射与的品与半把r整整a==雾后 读折物和明率折传后折明c上11入入t..i度, 数射的棱半是射播,射半v方射射e、必角重镜暗指角速必角暗,棱数光光in折须 的要旋在的率须的,,镜d值明明反反e光用 正物钮正不用正2表即暗暗光光x0)率脱 弦理使弦同脱弦℃面为交交镜镜脂 之常目之脂之,的调试界当界使使棉 比数镜比棉比条整样线光线目目吸 之视吸,,,件到的称即称由称即镜镜水 一野水下水折为为为第为为和和洗 ,内洗,平光折临折折临读读1介净 作明净钠位率射界射射界数数质。 为暗。光置值 率 折 率 率 折镜镜进液分谱,射射的的. 入体界的然角角视视第化线D后。。场场线2合在在明明介(物十λ标亮亮质=纯字准5的8度交玻9分.的叉璃界标点块面志上的时,.抛,即比光产沸面生点上反更加射可上及靠1折滴。射α-现溴象萘。液体湿润,将其贴在上棱镜的抛光面上 有简单的函数关系: n =1/sinrc 临界折射角的大小和介质折射率有简单的函数关系: nD=1/sinrc
常见物质折射率表
![常见物质折射率表](https://img.taocdn.com/s3/m/a91b4decaff8941ea76e58fafab069dc50224763.png)
常用物体折射率表[绝对折射率]:光从真空射入介质发生折射时,入射角i与折射角r的正弦之比n叫做介质的“绝对折射率”,简称“折射率”。
它表示光在介质中传播时,介质对光的一种特征。
[公式]:n=sin i/si n r=c/v由于光在真空中传播的速度最大,故其他媒质的折射率都大于1。
同一媒质对不同波长的光,具有不同的折射率;在对可见光为透明的媒质内,折射率常随波长的减小而增大,即红光的折射率最小,紫光的折射率最大。
通常所说某物体的折射率数值多少(例如水为1.33,水晶为1.55,金刚石为2.42,玻璃按成分不同而为1.5~1.9),是指对钠黄光(波长5893×10^-10米)而言。
[相对折射率]:光从介质1射入介质2发生折射时,入射角θ1与折射角θ2的正弦之比n21叫做介质2相对介质1的折射率,即“相对折射率”。
因此,“绝对折射率”可以看作介质相对真空的折射率。
它是表示在两种(各向同性)介质中光速比值的物理量。
[公式]:n21=sinθ1/sinθ2=n2/n1=v1/v2光学介质的一个基本参量。
即光在真空中的速度c与在介质中的相速v之比真空的折射率等于1,两种介质的折射率之比称为相对折射率。
例如,第一介质的折射率为n1,第二介质的折射率为n2,则n21=n2/n1称为第二介质对第一介质的相对折射率。
某介质的折射率也是该介质对真空的相对折射率。
于是折射定律可写成如下形式 . n1sinθi=n2s inθt两种介质进行比较时,折射率较大的称光密介质,折射率较小的称光疏介质。
折射率与介质的电磁性质密切相关。
根据电磁理论,εr和μr分别为介质的相对电容率和相对磁导率。
高等教育出版社 大学物理13几何光学作业2
![高等教育出版社 大学物理13几何光学作业2](https://img.taocdn.com/s3/m/015d3f3d7375a417866f8f79.png)
l3 0 倒立实像
7. 薄透镜L1,焦距f'1=15cm,薄凹透镜L2焦距为f'2=10cm,二个薄透镜相距40cm,现将一物体,如图置于
L1前30cm处,求得到像的位置。 解:经凸透镜第一次成像
S
1 l1 l1
1 1 l1 f1 30cm
f1
15cm
A. 2倍 B. 3倍 C. 4倍 D:1.5/1.333倍
5. 焦距为4cm的薄凸透镜用作放大镜,若物置于透镜前 3cm处,则其横向放大率为( )
A. 3
B. 4
C. 6
D. 12
6. 一透镜由两个共轴的薄透镜组成,一凸一凹,它们的 焦距都是20cm,中心相距10cm,现在凸透镜外,离凸 透镜30cm处,放一物体,这物体以透镜组成的像是
A. -20cm
B. -40cm
C. -60cm
D. -80cm
20cm
5cm
L1
L2
S2 S1
(二) 选择题
1. 声波在空气中的速度为330m·s-1,而在水中为
1临3界20角m·为s-1_,_a_r则_c_s当i_n_声_1,波对入声射波到而空言气折和射水率的较分高界的面介上质,是其 ____空__气___。 4
l l
l 18
l 48cm 在玻璃箱右48cm
1
n1l1 n1l1
48 18
1
43
2
5. 有一长40cm的玻璃箱(其壁厚可略)箱内装水(如
图所示),在箱的一端开一圆孔,嵌上一平凸薄透镜,
其焦距f'=12cm,如果在镜外面距透镜18cm处有一物体
车窗玻璃的折射率
![车窗玻璃的折射率](https://img.taocdn.com/s3/m/184d8f2d1fd9ad51f01dc281e53a580216fc5097.png)
车窗玻璃的折射率车窗玻璃是汽车上不可或缺的部分,它不仅能保护车内乘客免受外界环境的干扰,还能为车内提供良好的视野。
然而,你是否曾经想过车窗玻璃是如何实现这个功能的呢?答案就在车窗玻璃的折射率中。
折射率是光线在不同介质中传播速度的一个物理量,它决定了光线在从一种介质进入另一种介质时的偏折程度。
对于车窗玻璃来说,它通常是由玻璃和涂层组成的复合材料,这些材料的折射率决定了车窗玻璃对光线的处理方式。
我们来看玻璃的折射率。
玻璃是一种透明的固体材料,它的折射率通常介于1.4到1.7之间。
这意味着当光线从空气中射入玻璃中时,它会发生一定程度的偏折。
这种偏折使得玻璃可以将外界的景色传递到车内,让乘客可以清晰地看到外面的环境。
然而,单纯的玻璃并不能满足车窗的需求,因此在车窗玻璃上通常会涂上一层特殊的涂层。
这层涂层的折射率通常会被精心设计,以达到特定的功能。
例如,一些车窗会涂上防紫外线涂层,它的折射率可以阻挡紫外线的进入,保护乘客免受紫外线的伤害。
另一些车窗会涂上隐私涂层,它的折射率可以使外界的人无法看清车内的情况,保护乘客的隐私。
除了涂层,车窗玻璃的厚度也会对折射率产生影响。
一般来说,车窗玻璃的厚度越大,它的折射率也会越大。
这是因为厚度增加会导致光线在玻璃中传播的路径变长,从而增加了光线的偏折程度。
因此,车窗玻璃的厚度设计也是一个需要考虑的因素,以平衡折射率和强度的要求。
除了折射率,车窗玻璃还有一个重要的属性是透射率。
透射率是指光线穿过玻璃时的能量损失程度。
车窗玻璃通常会设计成具有较高的透射率,以确保车内具有良好的光线条件。
这样一来,乘客就可以清晰地看到外界的景色,同时也能保持良好的隐私。
车窗玻璃的折射率是保证车内视野清晰和乘客隐私的重要因素之一。
通过合理设计玻璃的折射率和涂层,车窗玻璃能够在不同的情况下提供适当的光线处理,使乘客在车内获得最佳的视觉体验。
因此,在选购车辆或更换车窗玻璃时,了解和考虑折射率是非常重要的。
测量玻璃的折射率
![测量玻璃的折射率](https://img.taocdn.com/s3/m/ed7f2b6c82c4bb4cf7ec4afe04a1b0717ed5b360.png)
2
研透核心考点
考点一 教材原型实验
考点二 创新拓展实验
考点一 教材原型实验
例1 (1)如图1所示,某同学在“测量玻璃的折射率”的实验中,先将白纸平铺在
木板上并用图钉固定,玻璃砖平放在白纸上,然后在白纸上确定玻璃砖的界面
aa′和bb′。O为直线AO与aa′的交点。在直线AO上竖直地插上P1、P2两枚大头针。 下面关于该实验的说法正确的是________。
1.计算法:算出不同入射角时的 n=ssiinn γi,并取平均值 -n。 2.作 sin i-sin γ 图像:由 n=ssiinn γi可知图像应是过原点的直线,如图甲所示, 其斜率为折射率 n。
数据处理
甲
乙
3.“单位圆”法: 如图乙所示,sin i=EOHE,sin γ=EO′HE′′,OE=OE′=R,则 n=ssiinn γi ①缺少的器材为:刻度尺和量角器,运用两点一线的原理确定光线方向, 观察的这一侧插两枚大头针应使P4挡住P3以及P1、P2的像。 ②根据测量玻璃的折射率的原理,玻璃砖上下表面不平行也能测出折射率,故A 错误;选择的入射角应尽量大一些,以减小测量误差,故B错误;大头针应垂直 地插在纸面上,防止产生误差,故C正确;大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适 当大些,可减小确定光线时产生的误差,故D正确。
法线的直线分别交于B点和D点,如图丙所示,若他测得AB=7.5 cm,CD=5 cm,
则可求出玻璃的折射率n=________。
④若小朱同学在纸上画出的界面aa′、bb′与玻璃砖位
置的关系如图3所示,他的其他操作均正确,且均以
aa′、bb′为界面画光路图。则该同学测得的折射率测
量 值 ________ 真 实 值 ( 填 “ 大 于 ”“ 小 于 ” 或 “ 等
折射率与介电常数之间的关系
![折射率与介电常数之间的关系](https://img.taocdn.com/s3/m/75649c94f12d2af90342e631.png)
折射率与介电常数之间的关系1 可见光和金属间的相互作用可见光入射金属时,其能是可被金属表层吸收,而激发自由电子,使之具有较高的能态。
当电子由高能态回到较低能态时,发射光子。
金属是不透光的,故吸收现象只发生在金属的厚约100nm 的表层,也即金属片在100nm 以下时,才是“ 透明” 的。
只有短波长的X -射线和γ -射线等能穿过一定厚度的金属。
所以,金属和可见光间的作用主要是反射,从而产生金属的光泽。
2 可见光和非金属间的作用1) 折射当光线以一定角度入射透光材料时,发生弯折的现象就是折射(Refraction ),折射指数n 的定义是:光从真空进入较致密的材料时,其速度降低。
光在真空和材料中的速度之比即为材料的折射率。
如果光从材料1 ,通过界面进入材料2 时,与界面法向所形成的入射角、折射角与材料的折射率、有下述关系:介质的折射率是永远大于1 的正数。
如空气的n=1.0003 ,固体氧化物n=1.3 ~2.7 ,硅酸盐玻璃n=1.5 ~1.9 。
不同组成、不同结构的介质,其折射率不同。
影响n 值的因素有下列四方面:a) 构成材料元素的离子半径根据Maxwell 电磁波理论,光在介质中的传播速度应为:μ 为介质的导磁率,c 为真空中的光速,ε 为介质的介电常数,由此可得:在无机材料这样的电介质中,μ =1 ,故有说明介质的折射率随其介电常数的增大而增大。
而介电常数则与介质极化有关。
由于电磁辐射和原子的电子体系的相互作用,光波被减速了。
当离子半径增大时,其介电常数也增大,因而n 也随之增大。
因此,可以用大离子得到高折射率的材料,如PbS 的n=3.912 ,用小离子得到低折射率的材料,如SiCl 4 的n=1.412 。
b) 材料的结构、晶型和非晶态折射率还和离子的排列密切相关,各向同性的材料,如非晶态(无定型体)和立方晶体时,只有一个折射率(n 0 ) 。
而光进入非均质介质时,一般都要分为振动方向相互垂直、传播速度不等的两个波,它们分别有两条折射光线,构成所谓的双折射。
玻璃的折射率测定实验
![玻璃的折射率测定实验](https://img.taocdn.com/s3/m/178d7658591b6bd97f192279168884868762b8e8.png)
实验步骤:首先调整光源 和棱镜的位置,使光线通 过棱镜后形成干涉条纹; 然后调整光栅的位置,使 干涉条纹清晰可见;最后 通过光敏元件测量干涉条 纹的强度和位置,计算玻
璃的折射率
实验注意事项:实验过程 中需要注意光源的稳定性、 棱镜和光栅的位置调整以
及光敏元件的灵敏度等
04
实验步骤
实验器材的准备和安装
验操作。
实践能力的提升:实验过 程中,需要动手操作,如 调整仪器、测量数据等, 以提高实践操作能力和解
决问题的能力。
实验结果的分析:实验结 束后,需要对实验数据进 行分析和处理,以得出结 论,提高数据分析和处理
能力。
实验报告的撰写:实验结 束后,需要撰写实验报告, 以总结实验过程、结果和 结论,提高写作能力和表
的折射率。
项标题
实验仪器:光源、 玻璃样品、偏转角
测量仪等。
项标题
注意事项:实验过 程中,需要注意光 源的稳定性和玻璃 样品的平整度,以 保证实验结果的准
确性。
实验装置和测量原理
实验装置:包括光源、棱 镜、光栅、光敏元件等
测量原理:利用光的折射 原理,通过测量光在玻璃 中的折射率来计算玻璃的
折射率
达能力。
感谢观看
汇报人:XXX
项标题
其他方法:如折射 仪法、干涉法等
项标题
比较结果:实验结 果与其他方法的准
确性比较
项标题
结论:实验结果与 其他方法的准确性
比较结果
07
实验总结
实验的收获和体会
项标题
实验原理:掌握了 玻璃折射率的测定
原理和方法
项标题
实验操作:熟练掌 握了实验操作步骤
和注意事项
项标题
物理实验:光的反射和折射定律
![物理实验:光的反射和折射定律](https://img.taocdn.com/s3/m/d7f7f704326c1eb91a37f111f18583d049640f9b.png)
Part Six
光的反射和折射的 物理意义
对光的本质的认识
光的反射和折射 定律是描述光在 传播过程中遇到 不同介质时发生 的方向改变的物 理现象。
光的折射定律
入射角大于折射角
添加 标题
折射定律定义:光从一种介质斜射入另一 种介质时,传播方向发生偏折,这种现象 叫做光的折射。
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入射角与折射角关系:入射角大于折射角。
添加 标题
折射定律公式:n1 * sinθ1 = n2 * sinθ2,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。
反射和折射在拍摄水面和玻璃等物体时的作用,如通过调整角度来控制反射和折射的效果, 使画面更加生动。
反射和折射在拍摄夜景和星空时的作用,如利用反射来扩大视野,折射来突出星芒和光轨, 提高画面的视觉效果。
反射和折射在拍摄建筑和静物时的作用,如通过控制光线的方向和角度来突出物体的质感和 形态,使画面更加具有艺术感。
折射率:不同 介质对光的折 射率不同,光 速大的介质折
射率小
折射现象:海 市蜃楼、彩虹
等
Part Four
光的反射和折射的 应用
光学仪器
平面镜:用于反射光,改变光的方向 凹面镜:用于汇聚光,使光束变窄 凸面镜:用于发散光,使光束变宽 透镜:用于折射光,改变光的方向和路径
摄影技术
光的反射和折射在摄影技术中的应用,如拍摄风景和人物时利用反射和折射来增强画面的层 次感和立体感。
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测定玻璃的折射率插针法课件
![测定玻璃的折射率插针法课件](https://img.taocdn.com/s3/m/2c784da1541810a6f524ccbff121dd36a32dc490.png)
数据记录
实验过程中需要准确记 录每个插针的折射角, 以便后续数据处理和计
算。
04 数据处理与分析
数据记录
实验数据
记录实验过程中测得的所 有数据,包括插针法测得 的折射率、观察到的折射 现象等。
实验环境参数
记录实验时的温度、湿度 、气压等环境参数,以便 对实验结果进行校正。
实验操作步骤
可使用白色或黑色屏幕,以便更好地 观察折射光线的变化。
测量工具
量角器
用于测量折射角。
直尺
用于测量插针在玻璃砖表面上的投影长度。
望远镜或放大镜
用于更精确地观察插针和折射光线。
03 实验操作与注意事项
实验操作流程
调整光源角度
使光线垂直照射在玻璃板上, 确保光线与玻璃表面完全接触 。
观察折射现象
观察插针在光源照射下的折射 现象,并记录折射角。
准备实验器材
包括玻璃板、插针、光源、屏 幕、测量尺等。
插针操作
将插针插入玻璃板中,确保插 针与玻璃表面平行,并固定好 位置。
数据处理
根据折射角计算玻璃折射率。
实验操作要点
确保插针与玻璃表面平行
这是保证实验准确性的关键,可以使用测量 尺等工具辅助调整。
观察折射现象
需要仔细观察插针在光源照射下的折射现象 ,并准确记录折射角。
射率。
步骤四
重复实验多次,求取平均值, 得到更精确的结果。
02 实验器材与材料
玻璃砖
选取透明度高的玻璃 砖,确保光线能够顺 利透过。
确保玻璃砖的表面光 滑、平整,以减小误 差。
玻璃砖应具有足够的 尺寸,以便于插针和 测量。
插针
选择足够硬且不易变形的金属 针作为插针。
折射率椭球方程
![折射率椭球方程](https://img.taocdn.com/s3/m/317177ef5acfa1c7aa00ccca.png)
晶体的光学各向异性及其描述回顾¾晶体的光学各向异性x xx xy xz x D E εεε⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎥00x x x D E ε⎡⎤⎡⎤⎡⎤坐标旋转y yx yy yz y D E D E εεεεεε⎢⎥⎢⎥⎢=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥0000y y y D E D E εε⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎦⎦z zx zy zz z ⎣⎦⎣⎦⎣⎦z z z ⎣⎣⎦⎣===,,x x x y y y z z zD E D E D E εεε此时的坐标系x , y , z 称为主轴坐标系εεε称为主介电常数。
x ,y ,z 介常晶体的光学各向异性及其描述¾晶体的光学各向异性¾虽然在每个主轴坐标方向上,D 分量与E 分量之间的关系均同于各向同性媒质的关系¾由于晶体的εx ,ε,εz 一般互不相等所以晶体内光y 般互不相等,所以晶体内光波的D 、E 关系与E 的方向有关¾晶体一般是非铁磁性的,晶体中磁场矢量情况与各向同性媒质相同0B H Hμμ==折射率椭球回顾¾折射率椭球:描述n 与D 的方向关系的几何曲面ˆrr nD=方向的单位矢量ˆD是D 方向的单位矢量。
r 是球坐标系中空间位置矢量,D 取不同方向r 矢端描出一个曲时,端描个面,曲面上任一点的矢径长度为n 。
222x y z=++1折射率椭球回顾¾折射率椭球的作用利用折射率椭球确定晶体中沿方向传播的光波的¾kD方向和对应的折射率第步在y标系中向第一步:在xyz坐标系中画出k方向。
第二步:过原点O,作一平面与k垂直,该平面与椭球相截,得到个椭圆形该平面与椭球相截,得到一个椭圆形交迹,称为k交迹椭圆。
K交迹椭圆的长、短轴即是两第三步:交迹椭圆的长短轴即是两个可能的D矢量方向。
相应的半长轴和即个半短轴长度即确定了晶体对两个D矢量(D1和D2)的折射率n1和n2。
折射率与介电常数之间的关系
![折射率与介电常数之间的关系](https://img.taocdn.com/s3/m/32a1fe2fa8956bec0975e3c3.png)
折射率与介电常数之间的关系1 可见光和金属间的相互作用可见光入射金属时,其能是可被金属表层吸收,而激发自由电子,使之具有较高的能态。
当电子由高能态回到较低能态时,发射光子。
金属是不透光的,故吸收现象只发生在金属的厚约100nm 的表层内,也即金属片在100nm 以下时,才是“ 透明” 的。
只有短波长的X -射线和γ -射线等能穿过一定厚度的金属。
所以,金属和可见光间的作用主要是反射,从而产生金属的光泽。
2 可见光和非金属间的作用1) 折射当光线以一定角度入射透光材料时,发生弯折的现象就是折射(Refraction ),折射指数n 的定义是:光从真空进入较致密的材料时,其速度降低。
光在真空和材料中的速度之比即为材料的折射率。
如果光从材料 1 ,通过界面进入材料 2 时,与界面法向所形成的入射角、折射角与材料的折射率、有下述关系:介质的折射率是永远大于 1 的正数。
如空气的n=1.0003 ,固体氧化物n=1.3 ~ 2.7 ,硅酸盐玻璃n=1.5 ~ 1.9 。
不同组成、不同结构的介质,其折射率不同。
影响n 值的因素有下列四方面:a) 构成材料元素的离子半径根据Maxwell 电磁波理论,光在介质中的传播速度应为:μ 为介质的导磁率, c 为真空中的光速,ε 为介质的介电常数,由此可得:在无机材料这样的电介质中,μ = 1 ,故有说明介质的折射率随其介电常数的增大而增大。
而介电常数则与介质极化有关。
由于电磁辐射和原子的电子体系的相互作用,光波被减速了。
当离子半径增大时,其介电常数也增大,因而n 也随之增大。
因此,可以用大离子得到高折射率的材料,如PbS 的n=3.912 ,用小离子得到低折射率的材料,如SiCl 4 的n=1.412 。
b) 材料的结构、晶型和非晶态折射率还和离子的排列密切相关,各向同性的材料,如非晶态(无定型体)和立方晶体时,只有一个折射率(n 0 ) 。
而光进入非均质介质时,一般都要分为振动方向相互垂直、传播速度不等的两个波,它们分别有两条折射光线,构成所谓的双折射。