編隊, 中學教育和學校

光的折射現象 - 它... ...光的折射定律

光的折射現象 - 是每個波從一種材料到另一種，其特徵在於，它的速度而變化行進時間發生的自然現象。在視覺上，似乎改變傳播的方向。

物理：光的折射

如果入射光束射到兩種介質之間的界面以90°的角度，然後沒有任何反應，它繼續在同一方向上以直角到接口移動。如果入射角從90°不同的角度，折射現象。該示例產生奇怪的效果如部分地浸沒在水中的表觀斷裂對象，或在熱沙漠砂觀察的幻影。

發現的歷史

在公元前一世紀。即希臘地理學家和天文學家托勒密試圖解釋數學折射，但他提出的法律後來被證明是不可靠的。在十七世紀。荷蘭數學家威理博·司乃耳開發的法，其確定與事件有關的和折射角的比率，將其後來命名折射材料的折射率的量。事實上，更多的物質是能夠折射光線，率越高。鉛筆在水中“破”，因為光從它的到來，在空氣 - 水界面到達眼睛之前改變自己的方式。斯奈爾的失望，他沒有設法找到了這種效應的原因。

在1678年，另一個荷蘭科學家惠更斯開發，解釋了觀測斯內爾的數學關係，並建議的光的折射現象 - 是改變在該光束通過在兩個環境的速度的結果。惠更斯確定穿過兩種材料不同的折射率的光的姿態角必須等於其在每個材料速度的比率。因此，可以推測，在具有較高折射率的介質中，光更緩慢地移動。換句話說，光通過材料的速度成反比的折射率。雖然法律後來實驗證實，在當時許多研究人員認為這並不明顯，T。到。的沒有可靠的方法測量速度的光。科學家們認為，它不依賴於材料的速度。光後死亡的惠更斯速度只有150年被以足夠的精度測量，證明他是正確的。

絕對折射率

的透明材料或材料的絕對折射率n被定義為光通過相對於速度在真空中穿過其中的相對速度：N = C / V，其中c - 光在真空中的速度，和v - 在材料中。

顯然，光在真空中的折射，沒有任何物質的不存在，並且存在一個絕對圖1.其它的透明材料該值大於1折射在空氣中光的可用於計算未知參數的材料（1.0003）。

斯涅耳定律

我們介紹一些定義：

入射光束 - 一個波束的靠近分離介質;
滴點 - 它下降分離點;
折射光線離開分離介質;
正常 - 垂直於入射點分離所畫的線;
入射角 - 正常和入射光束之間的角度;
確定屈光角可以作為折射光線與法線之間的角度。

根據折射定律：

這一事件，折射光線和正常是在同一平面上。
發病率和折射的角度的正弦的比率，第一和第二介質的折射係數之比：SIN I /罪R =正轉/ N I。

的光（斯內爾）折射定律描述了兩個波和兩種介質的折射指數的角度之間的關係。當波從更少的折射介質（例如空氣）在折射穿過（例如，水），其速度下降。相反，當光從水通過在空氣中，速度將增加。入射到第一相對於折射和第二的正常角介質中的角度將變化正比於在兩種材料之間的折射率差。如果一個波從與具有高的介質的係數低的介質通過，它彎曲朝正常。而如果相反，它會被刪除。

相對折射率

光折射定律表明，事件和折射角等於常數的正弦的比率的比率的光的速度在這兩種介質。

_{罪I /罪R = N r個} / N I =（C / V R）/（C / V 1）= V I / V R

關係是N _R / N _i被稱為折射的這些物質的相對折射率。

一些是折射常見於日常生活的結果的現象。最常見的一種 - “破”鉛筆的影響。眼睛和大腦遵循射線返回到水中，好像他們是不發生折射，並從在一條直線上的對象來，產生出現在一個較小深度的虛擬圖像。

分散

仔細的測量顯示，折射的光波長發射或顏色有很大的影響。換句話說，一個物質具有許多折射率可以與顏色或波長的變化而變化。

這種變化發生在所有的透明介質，被稱為分散。特定材料的分散體的程度取決於折射率如何隨波長而變化。隨著波長變的光的折射的較不顯著的現象。這是一個事實，即紫色折射比紅色多，因為它的波長較短的證實。由於在通常的玻璃分散發生已知分裂光成它的組分。

的光的擴展

在十七世紀結束時，爵士伊薩克Nyuton 進行了一系列的實驗，導致他在可見光譜的發現，並表現出白光由顏色通過藍色，綠色，黃色，橙色和紅色的整理，從紫色的有序排列的。在黑暗的房間的工作，牛頓置於玻璃棱鏡成窄束貫穿在百葉窗的孔。當穿過棱鏡折射光 - 玻璃項目它在屏幕上以一個有序的頻譜。

牛頓的結論是，白光是不同顏色的混合物，並且所述棱鏡“散射”的白色光，折射從不同的角度的每種顏色。牛頓無法通過使其通過第二棱鏡共享的顏色。但是，當他把第二棱鏡非常接近第一，讓所有的顏色分散，走進第二棱鏡，研究人員發現，顏色會再次重組，以形成白光。這一發現有力地證明了光可以很容易地分割和連接的光譜組成。

色散現象起到了大量不同的現象了關鍵作用。彩虹是光在雨滴的折射，使得視線發生在棱鏡的光譜分解，類似於一個令人印象深刻的結果。

臨界角和全內反射

當通過介質傳遞折射的較高折射率的介質中與由入射角相對於兩種材料的分離所定義的電磁波的下移動路徑。如果入射角超過一定值（取決於兩種材料的折射率），它達到使光不與較低折射率的介質的折射的點。

臨界（或限制）定義為入射角，導致90°折射角的角度。換句話說，作為入射角少的角度大於臨界發生折射，並且當它等於它時，折射光束沿著空間兩種材料分離通行證。如果入射角超過臨界時，光被反射回來。這種現象被稱為全內反射。鑽石光纖和 - 其使用示例。切割鑽石促進全內反射。大多數通過鑽石的頂部進入的光線的，直到它們到達上表面將被反射。這是什麼讓他們的鑽石閃閃發光。所述光纖是玻璃“頭髮”，是如此之薄，當光入射到一個端部，它不能逃脫。而且，只有當電子束到達另一端，他就能離開纖維。

理解和管理

光學設備，從顯微鏡和望遠鏡攝像機，視頻投影機，甚至人眼可以依靠的事實，光可以聚焦，折射和反射。

折射產生廣泛的現象，包括海市蜃樓，彩虹，視錯覺。由於厚壁玻璃啤酒的折射似乎更完整，太陽下山了幾分鐘後比實際的。數以百萬計的人使用屈光力來矯正視力缺陷與眼鏡或隱形眼鏡的幫助。通過了解光線和管理的這些特性，我們可以看到看不見的細節肉眼，不管他們是否是在顯微鏡載玻片或在遙遠的星系。