光的折射定律公式是什么?

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光的折射:(一)光的折射定律:当光从空气中斜射入水或其它介质中时,折射光线向______法线的方向偏折.当光从水或其它介质斜射入空气中时,折射光线向______法线的方向偏折.当光垂直射到水或玻璃等透明介质表面时,光的传播方向不变.(填“靠近”、“远离”)(二)作图方法:(1)做法线(2)找出入射角(3)由空气射入水或玻璃时,折射角小于入射角;由水或玻璃射入空气时,折射角大于入射角.(空气中的角最大)
题型:问答题难度:中档来源:不详
(1)当光从空气中斜射入水或其它介质中时,折射光线向靠近法线的方向偏折.光从水或其它介质斜射入空气中时,折射光线远离法线,折射角大于入射角;(2)过入射点作出法线,根据当光从空气斜射入水或其他介质中时,折射光线向靠近法线的方向偏折.光从水或其它介质斜射入空气中时,折射光线远离法线,如下图所示:故答案为:(一)靠近;远离;(二)如图所示.
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光的折射的光路图
光的折射光路图的作图关键:进行光的折射画图的关键是先画出法线,然后根据发生折射时折射角和入射角之间的大小关系画出入射光线或折射光线。利用光的折射规律作图 1.光的折射规律:光在发生折射时,折射光线、入射光线和法线在同一平面内;且折射光线与入射光线分居法线的两侧;光从空气斜射入水(或玻璃)中时,折射光线向法线方向偏折(折射角小于入射角)、当入射角增大(或减小)时,折射角也增大(或减小)。 2.说明: (1)弄清一点(入射点)、二角(折射角、入射角)、三线(折射光线、入射光线、法线)的含义。(2)光的折射具有可逆性。例1:如图所示,光线AB射向玻璃板,请作出光线在玻璃板左右界面处发生折射的光路图。解析:根据光的折射规律,光从空气斜射入玻璃时,折射角小于入射角,光从玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角.可画出两条折射光线。答案:如图所示例2:如图所示光线AB射向三棱镜,请作出光线在玻璃界面发生折射的光路图。解析:根据光的折射规律,光从空气斜射入玻璃时,折射角小于入射角,光从玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角,可画出两条折射光线。答案:如图所示
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412622553051831802872223886417810光的折射定理是什么?_百度知道
光的折射定理是什么?
光入射到不同介质的界面上会发生反射和折射。其中入射光和折射光位于同一个平面上,并且与界面法线的夹角满足如下关系不是定理``是定律``` 光的折射定律(斯涅尔定律): n1sinθ1 = n2sinθ2
其中,n1和n2分别是两个介质的折射率.00,全反射角等于arcsin(1,不存在折射光,而只存在反射光。 。而θc叫做全反射角,它的值取决与两种介质的折射率的比值。例:水的折射率为1.33.00/1.33) = 48,叫做入射角和折射角:
当光由光密介质(折射率 n1 比较大的介质)射入光疏介质(折射率 n2 比较小的介质)时(比如由水入射到空气中),如果入射角大于某一个值θc时。
以上公式又叫斯涅尔公式
一种特别需要指出的情况是,折射角的正弦将大于1。这在数学上是没有意义的。此时,空气的折射率近似等于1,θ1和θ2分别是入射光(或折射光)与界面法线的夹角
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当一束在一种斜射入另一种或在同一种不均匀介质中时,方向发生偏折后形成的光线。[1]
折射光线生活现象
取一个无色透明的酒瓶,直径大约七厘米左右,盛满清水,并且用瓶塞塞紧。再把一支手电筒平放在桌子上,让它发出的光束冲着你。然后在你和手电筒之间放一摞书,书的高度大约五到六厘米。书和手电筒之间的距离大约十厘米左右。然后你象图中画的那样弯下身子,使你的眼睛沿着书的上端水平望去,这时候书摞恰好挡住了手电筒射来的光。保持你的头部不动,把已经准备好的水瓶横放在书和手电筒之间。透过水瓶的顶部就会重新看到手电筒上发光的灯泡。这是因为水的折射使你觉得灯泡升高了。
太阳距离地球大约一亿五千万公里。地球的外围包围着一层厚厚的大气,当从进入的时候,就发生了折射,这和上述实验很类似。大气的折射可以把太阳抬高三十五分那么大的角度。太阳的圆面对地球上的观察者来说,张角恰好是三十五分,所以当你看到太阳圆面的下缘刚刚离开地平线的时候,实际上它的上缘还在地平线以下。
人们常把光波比成水波,因为它们之间有很多相似的地方。下图中我们把画得象水波一样,利用一些横线表示光波在行进中的波纹。当光斜射入玻璃的时候,一个波纹的一边先触及到玻璃的表面,由于光在玻璃里比在空气里前进速度慢,所以波纹的一边就先慢下来了,这个波纹就弯了过来。等到这个波纹全部进入玻璃块中以后,它就又沿着直线前进了。可以看出光线的弯曲只发生在经过界面的一瞬间。
折射光线折射定律
由荷兰数学家发现,是在光的中,确定方向的定律。当光由第一(折射率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。实验指出:(1)折射光线位于入射光线和界面所决定的平面内;(2)和入射线分别在法线的两侧;(3)i的正弦和i′的正弦的比值,对一定的两种媒质来说是一个.
浅显的说,就是光由大的中进入光速小的介质中时,折射角小于;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。
此定律是的基本实验定律。它适用于均匀的各向同性的。用来控制光路和用来成象的各种光学仪器,其光路结构原理主要是根据和。此定律也可根据光的概念导出,所以它也可应用于无线电波和等的折射现象。
(law of refraction) 或(Snell's Law)
光线通过两介质的界面折射时,确定与折射光线传播方向间关系的定律,几何光学基本定律之一。如图,入射光线与通过的界面所构成的平面称为入射面,入射光线和折射光线与法线的夹角分别称为和折射角,以θi和θt表示。折射定律为:①折射光线在入射面内。②和折射角的之比为一常数,用n21表示,即
sinθi/sinθt=n21
sinθi/sinθt=v1/v2=n21
式中n21称为第二对第一介质的。[1]
屠庆铭.全国各类成人高考(高中起点升本科)复习冲刺阶段用书:高等教育出版社,2013年
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光的折射定律
&&1)折射率反映介质对光线的偏折能力大小;
2)折射率由介质本身的物质结构及光的颜色决定,光的颜色与光的频率有关,f 越大则n 越大;
3)不同的介质折射率一般不同,真空中介质的折射率为n=1;
4)折射原因:不同介质中光的传播速度不同
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由荷兰数学家斯涅尔发现,是在现象中,确定方向的定律。(1)折射光线位于和界面所决定的平面内;(2)和入射线分别在法线的两侧;(3)i的和i′的正弦的比值,对一定的两种媒质来说是一个常数。光从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。
折射定律原理概念
由荷兰数学家斯涅尔发现,是在现象中,确定方向的定律。当光由第一(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)折射光线位于和界面所决定的平面内;
(2)和入射线分别在法线的两侧;
(3)i的和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。
折射定律适用范围
此定律是的基本实验定律。它适用于均匀的各向同性的。用来控制光路和用来成象的各种光学仪器,其光路结构原理主要是根据光的折射和。此定律也可根据光的波动概念导出,所以它也可应用于无线电波和等的。
上述只适用于由构成的静止界面。
折射定律详细内容
折射定律也称为定律(Snell's Law)。
光线通过两介质的界面时,确定与传播方向间关系的定律,几何光学基本定律之一。如图,入射光线与通过的界面所构成的平面称为入射面,入射光线和折射光线与法线的夹角分别称为和,以θ1和θ2表示。
折射定律表述为:①折射光线在入射面内。②入射角和折射角的正弦之比为一常数,用n21表示,即
式中n21称为第二介质对第一介质的。
折射定律相关解释
用费马原理解释
又称为“最短时间原理”[1]
:传播的路径是需时最少的路径。费马原理更正确的版本应是“平稳时间原理”。对于某些状况,光线传播的路径所需的时间可能不是最小值,而是最大值,或甚至是拐值。例如,对于平面镜,任意两点的反射路径光程是最小值;对于半椭圆形镜子,其两个焦点的光线反射路径不是唯一的,光程都一样,是最大值,也是最小值;对于半圆形镜子,其两个端点Q、P的反射路径光程是最大值;又如最右图所示,对于由四分之一圆形镜与平面镜组合而成的镜子,同样这两个点Q、P的反射路径的光程是拐值。
假设,介质1、介质2的折射率分别为n1、n2,光线从介质1在点O传播进入介质2,θ1为入射角,θ2为折射角。
从费马原理,可以推导出斯涅尔定律。通过设定光程对于时间的导数为零,可以找到“平稳路径”,这就是光线传播的路径。光线在介质1与介质2的传播速度分别为v1=c/n1,v2=c/n2。其中,c为真空光速。
由于介质会减缓光线的速度,折射率n1、n2都大于1。
如右图所示,从点Q到点P的传播时间为
根据费马原理,光线传播的路径是所需时间为极值的路径,取传播时间T对变量x的导数,并令其为零。经整理后可得
dT/dx=sinθ1/v1-sinθ2/v2=0。
将传播速度与折射率的关系式代入,就会得到折射定律:
n1sinθ1=n2sinθ2。
利用光的粒子性解释
假设对某系统整体做一个之后,这系统仍旧保持不变,则称此系统具有平移对称性。从平移对称性,可以推导出斯涅尔定律。这是建立于横向均匀界面不能改变横向的道理。由于
因此,k1sinθ1=k2sinθ2。(1)
根据折射率的定义式:n=c/v=ck/ω,
其中,ω是光波的。
将其带入(1)式,即可得到折射定律:n1sinθ1=n2sinθ2。
微观至原子尺寸,虽然没有任何界面是完全均匀的,假若精细至光波波长尺寸,传播区域可以估视为均匀,则平移对称性仍不失为优良近似。
利用麦克斯韦电磁场理论解释
的三条基础定律为:
第一定律:入射波、反射波、折射波的波矢量,与界面的法线共同包含于“入射平面”。
第二定律:反射角等于入射角。这定律称为“反射定律”。
第三定律:这定律称为“斯涅尔定律”,又称为“折射定律”。
由于是处于某一特定频段的,因此必须满足与伴随的。其中一条边界条件为,在边界的临近区域,电场平行于边界的分量必须具有。假设边界为xOy平面,则在边界,有
E∥,i(x,y,0)+E∥,r(x,y,0)=E∥,t(x,y,0)。
其中,E∥,i、E∥,r、E∥,t分别为在入射波、反射波、折射波(透射波)的电场平行于边界的分量。
假设入射波是频率为ω的单色平面波,则为了在任意时间满足边界条件,反射波、折射波的频率必定为ω。设E∥,i、E∥,r、E∥,t的形式为
E∥,i=E∥,i0exp(iki·r-ωt)、
E∥,r=E∥,r0exp(ikr·r-ωt)、
E∥,t=E∥,t0exp(ikt·r-ωt)。
其中,ki、kr、kt分别是入射波、反射波、折射波的波矢量,E∥,i0、E∥,r0、E∥,t0分别是入射波、反射波、折射波的波幅(可能是复值)。
为了在边界任意位置(x,y,0)满足边界条件,变化必须一样,必须设定
kixx+kiyy=krxx+kryy=ktxx+ktyy。
因此,kix=krx=ktx,kiy=kry=kty。
不失一般性,假设kiy=kry=kty=0,则立刻可以推断第一定律成立,入射波、反射波、折射波的波矢量,与界面的法线共同包含于入射平面。
从波矢量x-分量的相等式,可以得到kisinθi=krsinθr。
而在同一介质里,ki=kr。所以,第二定律成立,入射角θi等于反射角θr。
应用折射率的定义式:n=c/v=ck/ω,
可以推断第三定律成立:nisinθi=ntsinθt。
其中,nt、θt分别是折射介质的折射率与折射角。
从入射波、反射波、折射波之间的关系,就可以推导出几何光学的三条基础定律。
折射定律理论发展
最早定量研究折射现象的是公元2世纪希腊人C.托勒密,他测定了光从空气向水中折射时入射角与折射角的对应关系,虽然实验结果并不精确,但他是第一个通过实验定量研究折射规律的人。1621年,荷兰数学家W.斯涅耳通过实验精确确定了入射角与折射角的之比为一常数的规律,即
cscθi/cscθt=常数
故折射定律又称斯涅耳定律。1637年,法国人R.在《折光学》一书中首次公布了具有现代形式正弦之比的规律。与一样,最初由实验确定的折射定律可根据、或证明之。
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