光在稀有介质中传播速度较快,在密度较大的介质中传播速度较慢。媒介的性质被认为是相对的。例如,空气是一种比水或玻璃更稀有的介质。
当光线从稀少的介质进入密度较大的介质时,它在入射点向正常方向弯曲。相反,当光线从较密集的介质进入较稀疏的介质时,它就会偏离正常的方向。
在密度较大的介质后出现的射线沿同一方向平行于入射射线。
入射光线与法线的夹角称为入射角,记为i。折射光线与法线的夹角称为折射角。折射角用“r”表示。
图:光的折射
透过玻璃板的折射
这张图显示的是一块玻璃板ABCD。点O是入射点。DC边缘的O点是突现点。NN′和MM′分别在入射面和出射面正常。当光线进入玻璃板时,它会向正常方向弯曲。同样,当光线从玻璃板中照射出来时,光线会偏离正常方向。涌现射线平行于原始射线,如虚线所示。这是由于光的折射。
折射定律
- 入射光线、折射光线和两种透明介质界面的法线均在同一平面上。
- 对于给定颜色的光和对给定介质,入射角的正弦值和折射角的正弦值之比总是恒定的。
折射第二定律也被称为斯涅尔折射定律。
也就是' text(Sin i)/text(Sin r)=text(常量)'
这个常数称为第二介质相对于第一介质的折射率。
折射率:
当光线从一种介质进入另一种介质时,它的方向就改变了。这是因为在不同的介质中,光速是不同的。例如;光速是3 × 108米/秒(2.99 x108M /s),为2.98 × 108M /s在空中。
折射率是指光在一对给定介质中方向的变化程度。折射率是在给定的一对介质中光速的相对值。因此,光在两种介质中的速度被用来计算折射率。
设介质1中的光速是v1中2是v2
因此;介质2相对于介质1的折射率(n21)
' n_(21)=text(介质中的光速1)/text(介质中的光速2)'
或者,“n_ (21) = (v_1) / (v_2) '
上面的表达式给出了介质2相对于介质1的折射率。通常用n表示21.
同样,介质1相对于介质2的折射率用n表示12.
' n_(12)=text(介质中的光速2)/text(介质中的光速1)'
或者,“n_ (12) = (v_2) / (v_1) '
绝对折射率:取一种介质为真空,取其中的光速,则第二种介质相对于真空的折射率称为绝对折射率,一般记为n2.
因此,' n_2=text(真空中的光速)/text(给定介质中的光速)'
光在真空中的速度比在空气中的速度略快。设光在空气中的速度为c,光在给定介质中的速度为v。因此,给定介质的折射率为:
因此,' n_m=text(空气中的光速)/text(给定介质中的光速)=c/v '
由于折射率是介质中光速与真空中光速的相对值,因此光在折射率较低的介质中会传播得更快。
光密度:具有较大折射率值的介质称为光学密度较大的介质,这意味着光在光学密度较大的介质中比在光学稀少的介质中以较慢的速度传播。
总结
折射 | 当光线从一种介质传播到另一种介质时,它会偏离原来的路径。 |
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折射率 | 光从一种介质传播到另一种介质时,折射角的正弦值与入射角的比值。 |
光密度 | 光在光学稀少的介质中比在光学密集的介质中传播得快。 |