前言:折射中,反射光線會發(fā)生偏移,在折射中偏移有哪些規(guī)律?不同介質(zhì)的折射有什么區(qū)別?不同色光折射有哪些區(qū)別?本文從以上三個方面理解折射率這一概念。
一.光的折射定律
如圖1,讓一束光從空氣射向水中,入射光線與法線的夾角θ1稱為入射角,折射光線與法線的夾角θ2稱為折射角。
荷蘭數(shù)學家斯涅耳在分析了大量實驗數(shù)據(jù)后總結(jié)出光的折射定律:折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi),折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè);入射角的正弦與折射角的正弦成正比,即
當光從水中斜射入空氣時發(fā)生偏折,光路是可逆的。
二.折射率
①式中n12物理學中具有怎樣的意義呢?我們知道它與兩種介質(zhì)有關(guān)。
首先我們研究光從真空射入某種介質(zhì)中的情況,通過實驗測定會發(fā)現(xiàn)對于不同的介質(zhì)來說,常數(shù)n12是不同的,射入水中時,為1.33;射入某種玻璃時為1.50[2]。就會發(fā)現(xiàn)常數(shù)可以表示光從真空射入這種介質(zhì)時的偏折程度,叫做絕對折射率,簡稱折射率,使用符號n表示。根據(jù)折射率的定義可以測定各種介質(zhì)的折射率。
同時光在介質(zhì)中的傳播速度是不同的,在真空中的光速與介質(zhì)中的速度比值等于介質(zhì)的折射率
三.不同色光
在色散現(xiàn)象中,可以觀察到不同色光通過同一介質(zhì)后偏折程度不同,也就意味著同一介質(zhì)中不同色光的折射率不同。
通常同一介質(zhì)中,折射率隨著波長的減小而增加,所以紅橙黃綠藍靛紫色光偏折程度依次增大。
結(jié)合折射率的另一物理意義,同一介質(zhì)中,光的傳播速度紅橙黃綠藍靛紫色光依次增大。結(jié)合光速與波長和頻率的關(guān)系可知,光從真空射入介質(zhì)可以看作光的波長減小了。