折射光線

折射光線

折射光線,物理學現象,其定律是由荷蘭數學家斯涅爾發現。

光的折射光的折射

生活現象:

取一個無色透明的酒瓶,直徑大約七厘米左右,盛滿清水,並且用瓶塞塞緊。再把一支手電筒平放在桌子上,讓它發出的光束衝著你。然後在你和手電筒之間放一摞書,書的高度大約五到六厘米。書和手電筒之間的距離大約十厘米左右。然後你象圖中畫的那樣彎下身子,使你的眼睛沿著書的上端水平望去,這時候書摞恰好擋住了手電筒射來的光。保持你的頭部不動,把已經準備好的水瓶橫放在書和手電筒之間。透過水瓶的頂部就會重新看到手電筒上發光的燈泡。這是因為水的折射使你覺得燈泡升高了。

太陽距離地球大約一億五千萬公里。地球的外圍包圍著一層厚厚的大氣,當太陽光從真空進入大氣層的時候,就發生了折射,這和上述實驗很類似。大氣的折射可以把太陽抬高三十五分那么大的角度。太陽的圓面對地球上的觀察者來說,張角恰好是三十五分,所以當你看到太陽圓面的下緣剛剛離開地平線的時候,實際上它的上緣還在地平線以下。
人們常把光波比成水波,因為它們之間有很多相似的地方。下圖中我們把光波畫得象水波一樣,利用一些橫線表示光波在行進中的波紋。當光斜射入玻璃的時候,一個波紋的一邊先觸及到玻璃的表面,由於光在玻璃里比在空氣里前進速度慢,所以波紋的一邊就先慢下來了,這個波紋就彎了過來。等到這個波紋全部進入玻璃塊中以後,它就又沿著直線前進了。可以看出光線的彎曲只發生在經過界面的一瞬間。

折射定律

光的折射定律
由荷蘭數學家斯涅爾發現,是在光的折射現象中,確定折射光線方向的定律。當光由第一媒質(折射率n1)射入第二媒質(折射率n2)時,在平滑界面上,部分光由第一媒質進入第二媒質後即發生折射。實驗指出:(1)折射光線位於入射光線和界面法線所決定的平面內;(2)折射線和入射線分別在法線的兩側;(3)入射角i的正弦和折射角i′的正弦的比值,對摺射率一定的兩種媒質來說是一個常數.

淺顯的說,就是光由光速大的介質中進入光速小的介質中時,折射角小於入射角;從光速小的介質進入光速大的介質中時,折射角大於入射角。
此定律是幾何光學的基本實驗定律。它適用於均勻的各向同性的媒質。用來控制光路和用來成象的各種光學儀器,其光路結構原理主要是根據光的折射和反射定律。此定律也可根據光的波動概念導出,所以它也可套用於無線電波和聲波等的折射現象。
折射定律(law of refraction) 或 斯涅爾定律(Snell's Law)
光線通過兩介質的界面折射時,確定入射光線與折射光線傳播方向間關係的定律,幾何光學基本定律之一。如圖,入射光線與通過入射點的界面法線所構成的平面稱為入射面,入射光線和折射光線與法線的夾角分別稱為入射角和折射角,以θi和θt表示。折射定律為:①折射光線在入射面內。②入射角和折射角的正弦之比為一常數,用n21表示,即
sinθi/sinθt=n21
sinθi/sinθt=v1/v2=n21
式中n21稱為第二介質對第一介質的相對摺射率

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