光的折射定律是什么意思 什么叫光的折射定律

xianzhi 阅读:33 2023-09-26 07:36:01 评论:0

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光的折射定律是什么意思 什么叫光的折射定律  第1张

如何理解光的折射定律?

光的折射定律是物理现象定律,它描述光在进入具有折射率不同的介质时的折射率的变化,其定律表示:光从媒质A到媒质B折射时,在非入射面上,折射面到外射线1和入射面到入射线1形成的角之比等于光速的比。即:n1×sinα1=n2×sinα2其中,n1和n2分别为媒质A和媒质B的折射率,α1和α2分别为光在A和B中的入射角和折射角。因此,光在不同介质中折射时,该定律表示物体有关介质中介质折射率的单位和物体入射、折射角的关系,这也就是光的折射定律。

光的折射定律是什么

折射定律定义refraction,law of光线通过两介质的界面折射时,确定入射光线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。入射光线与通过入射点的界面法线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入射角和折射角,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相对折射率。

折射定律(law of refraction) 或 斯涅尔定律[2](Snell's Law) 光线通过两介质的界面折射时,确定入射光线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,入射光线与通过入射点的界面法线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入射角和折射角,以θi和θt表示。折射定律为:①折射光线在入射面内。②入射角和折射角的正弦之比为一常数,用n21表示,即 sinθi/sinθt=n21 sinθi/sinθt=v1/v2=n21 式中n21称为第二介质对第一介质的相对折射率。

下面我就来说说光为什么这样传播: 一束光线由空气中A点经过水面折射后到达水中B点,已知光在空气和水中传播的速度分别是v1和v2, 折射图

光线在介质中总是沿着耗时最少的路径传播。试确定光线传播的路径。 设A点到达水面的垂直距离为AO=h1,B点到水面的垂直距离为BQ=h2,x轴沿水面过点O、Q,其中OQ的长度为l 由于光线总是沿着耗时最少的路径传播,因此光线在同一介质内必沿着直线传播。设光线的传播路径与x轴的交点为P, OP=x,则光线从A到B的传播路径必为折线APB,其所需要的传播时间为:

T(x)=sqrt(h1^2+x^2)/v1 + sqrt[h2^2+(l-x)^2] /v2 , x∈[0,l].

下面来确定x满足什么条件时,

T(x)在[0,l]上取得最小值。  

 由于  

 T‘(x)=1/v1 * x/sqrt(h1^2+x^2) - 1/v2 * (l-x)/sqrt(h2^2+(l-x)^2),

x∈[0,l] 注释:

T'(x)为T(x)的一阶导数  

 T''(x)=1/v1 * h1^2/sqrt[(h1^2+x^2)^3] + 1/v2 * h2^2/sqrt[(h2^2+(l-x)^2)^3] 0 ,

x∈[0,l] T''(x)为T(x)的二阶导数

T'(0)0,  

 又T'(x)在[0,l]上连续,故T'(x)在(0,l)内存在唯一零点x0是T(x)在(0,l)内的唯一极小值点,从而也是T(x)在[0,l]上的最小值点。

光的折射定律是什么意思 什么叫光的折射定律  第2张

设x0满足T'(x)=0,即 x0 / v1*sqrt(h1^2+x0^2) = (l-x) / v2*sqrt(h2^2+(l-x0)^2) 记 x0 / sqrt(h1^2+x0^2) =sinθ1 , (l-x0) /sqrt[h2^2+(l-x0)^2] =sinθ2 就得到 sinθ1/v1 =sinθ2/v2 这就是说,当P点满足以上条件时,APB就是光线的传播路径。上式就是光学中著名的折射定律,其中θ1,θ2分别是光线的入射角和折射角。

什么是光的折射定律?

1.折射光线,入射光线和法线在同一平面内,折射光线,入射光线分居法线两侧。

2.当光从空气斜射入水(等其他透明物质)中时折射光线靠近法线。

3.当光从水(等其他透明物质)斜射入空气中时,折射光线远离法线。

光的折射定律

光的折射定律(斯涅尔定律):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:

n1sinθ1 = n2sinθ2

其中,n1和n2分别是两个介质的折射率,θ1和θ2分别是入射光(或折射光)与界面法线的夹角,叫做入射角和折射角。

以上公式又叫斯涅尔公式

一种特别需要指出的情况是:

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,折射角的正弦将大于1。这在数学上是没有意义的。此时,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,空气的折射率近似等于1.00,全反射角等于arcsin(1.00/1.33) = 48.8度。

光的折射定律是什么?

折射光线在入射光线和法所决定的平面内,折射光线和入射光线分居法线两侧,折射角大小和入射角大小的关系是:

sin(r1)*(n1)=sin(r2)*(n2)

此公式中(r1)和(r2)分别代表入射角和折射角的角度,sin(r1)和sin(r2)就是入射角和折射角的正弦;(n1)和(n2)分别是第一种媒质和第二种媒质的折射率。

由此可见,如果增大入射角,那么折射角也会随之增大;反之亦然。

比如入射角60°,即代入公式sin(60)*(n1)=sin(r2)*(n2),再是题目而定折射率多少再代入公式即可得。

拓展资料:

光的折射定律是什么意思 什么叫光的折射定律  第3张

光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角,当入射角增加时,折射角随着增加。光从水中或其他介质斜射入空气中时,折射角大于入射角.当光从空气垂直射入(或其他介质射入),传播方向不改变

常用折射率表是指登记了部分物质的常用折射率的表格,分为绝对折射率和相对折射率。

常用折射率表:

参考链接:-折射角?-折射率

折射定律是什么?

折射定律

refraction,law of

光线通过两介质的界面折射时,确定入射光线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.入射光线与通过入射点的界面法线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入射角和折射角,以θi和θt表示.折射定律为:①折射光线在入射面内.②入射角和折射角的正弦之比为一常数,用n21表示,

式中n21称为第二介质对第一介质的相对折射率.

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余割之比为一常数的规律,即

故折射定律又称斯涅耳定律.1637年,法国人R.笛卡儿在《折光学》一书中首次公布了具有现代形式正弦之比的规律.与光的反射定律一样,最初由实验确定的折射定律可根据费马原理、惠更斯原理或光的电磁理论证明之.

上述光的折射定律只适用于由各向同性介质构成的静止界面.

反射定律

reflection,law of

光在光滑界面上反射时确定反射光线与入射光线传播方间关系的定律.几何光学的基本定律之一.如图,入射光线IO与界面在入射点O的法线ON所构成的平面称入射面,入射光线IO与反射光线OR的传播方向可分别用它们与法线ON的夹角θi和θr表示.通常把θi和θr分别称为入射角和反射角.反射定律为:①反射光线与入射光线同在入射面内.②反射角等于入射角,即θi=θr.上述反射定律只适用于各向同性介质的界面,且只解决光线的传播方向问题而不涉及反射时的能量分配问题.光的反射与力学中弹性小球在光滑桌面上的反弹十分相似,I.牛顿曾根据光的微粒说(见光的二象性)证明过反射定律.

光的反射定律最初是从实验得出,根据费马原理可证明,也可从光的波动观点出发借助于惠更斯原理(见惠更斯-菲涅耳原理)从几何上加以证明,或从电磁场的边界条件出发从理论上证明.

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