第1节光的折射定律-hxm讲解

光在不同介质中的传播速度:
真空:3.0 ×108 m/s 空气:2.99 ×108 m/s
水: 2.25 ×108 m/s 玻璃: 2.00 ×108 m/s
几种常见物质的折射率 物质 折射率 物质 折射率 空气 1.0028 有机玻璃 1.50
结论：光在介 质中的传播速 度越小，偏折 程度越大
时：
c
n21
sin i sin r
v1 = v2 v2 c
n2 n1
v1
即 n1 sin i n2 sin r
材料的折射率
折射率是光学材料的重要指标。
例如：制造汽车挡风玻璃时，对折射率和 形状有十分严格的要求，以保证驾驶安全； 钻石鉴定过程中，折射率的大小常常是判 定钻石真伪的主要依据，天然钻石的折射 率是2.417，而人工钻石很难达到这样高的 折射率。
折射定律
N A
r O
空气 玻璃
i B
N'
如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上， 光线就会逆着原来的入射光线发生折射．在折射现 象中，光路是可逆的．
sin i 1 sin r n
折射定律
光传播到两种介质交界面时，发生折射现象． 1、折射定律的理解： （1）折射光线、入射光线、法线在同一平面内 （2）折射光线，入射光线在法线两侧．
冰
1.31 水晶 1.55 由计算可知:
水
1.33 玻璃 1.5-1.9 n sin i v1
酒精 1.36 金刚石 2.42
sin r v2
折射率与速度的关系
所以，光的折射现象是光在介质中传播时速度的 变化引起的.
某种介质的绝对折射率:光从真空中进入这种介质时:
n c 1 v
介质2对介质1的相对折射率:光从介质 1进入介质2
第1节 光的折射定律
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实验演示
当窄光束由空气斜射向玻璃表面时，入射光的反射和 折射现象是怎样的？
实验演示
结论：光从空气射到玻璃上，在界面上一部分光发 生反射，回到空气中；另一部分光射入玻璃中，并改变 了原来的传播方向．
光从一种介质射入到另一介质时传播 方向发生改变的现象，叫做光的折射．
(2) 光 的 颜 色 是 由 光 的 频 率 决 定 的 ， 与 介 质 无 关．同种介质对不同色光的折射率不同，通常说 的某种介质的折射率是指各种色光的平均折射 率． (3)光由一种介质进入另一种介质时，频率不变， 波速和波长随之发生改变．
课堂练习
1.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。
单色光经玻璃
i
砖后，侧移而
传播方向不变
ri
r
折射定律应用
折射定律应用
折射定律应用
光的色散
棱镜的作用: 棱镜可以改变光的传播方向． A、使侧面入射的光向底面偏折。
B 、射出光线的偏折角与折射率、顶 角和入射角有关。
光的色散
一束白光经过棱镜后发生了色散
白光经过棱 镜后在光屏 上形成一条 彩色的亮带 （光谱）
光的色散
A、复色光在介质中由于折射率不同而分解成 单色光的现象叫做光的色散。 B、色散的原因：同一介质对不同色光的折射率不同。
C、光谱：色散时产生的（按一定顺序排列的）彩色 光带叫做光谱。
（3）sin i n ，n为折射率，是反映介质的光学性质的物理量．
sin r
折射率 不同介质，折射率不同。 折射率反映介质对光的偏折程度
光在不同介质的速度不同，是光发生折射的原因．
惠更斯解释光的折射
sin i v1 c n sin r v2 v
nc v
所有介质的折射率都大于1
色光 物理量 频率 f 偏向角θ 绝对折射率 n 同一介质中的 速度 v 同一介质中的 波长 真空中的速度 真空中的波长
公式
n=c/v n=c/v λ = v/f
λ=c/f
红橙黄绿蓝靛紫
小 -- 大 小 -- 大 小 -- 大 大 -- 小
大 -- 小
相等 大 -- 小
光的色散源自文库
(1)不同色光在真空中的传播速度相同，但在同种 介质中，传播速度不相同，由n＝c/v，因红光的 折射率最小，紫光折射率最大，所以红光传播速 度最大，紫光传播速度最小．
N A
i
O
空气
i 入射光线和法线的夹角——入射角
玻璃
r 折射光线和法线的夹角——折射角
rB
N'
折射定律
N A
入射角和折射角之间究竟有什么 定量关系呢？
i
O
空气
玻璃
r B
N'
入射角的正弦跟折射角的正弦成
正比，如果用n来表示这个比例常数，
就有：
sin i n
sin r
斯
光的折射定律（斯涅耳定律）
涅
耳