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折射
詞語
光的折射：光從一種透明介質(zhì)斜射入另一種透明介質(zhì)時(shí)，傳播方向一般會(huì)發(fā)生變化，這種現(xiàn)象叫光的折射。理解：光的折射與光的反射一樣都是發(fā)生在兩種介質(zhì)的交界處，只是反射光返回原介質(zhì)中，而折射光則進(jìn)入到另一種介質(zhì)中，由于光在在兩種不同的物質(zhì)里傳播速度不同，故在兩種介質(zhì)的交界處傳播方向發(fā)生變化，這就是光的折射。注意：在兩種介質(zhì)的交界處，既發(fā)生折射，同時(shí)也發(fā)生反射。反射光光速與入射光相同，折射光光速與入射光不同。例如當(dāng)一條木棒插在水里面時(shí)，單用肉眼看會(huì)以為木棒進(jìn)入水中時(shí)折曲了，這是光進(jìn)入水里面時(shí)，產(chǎn)生折射，才帶來這種效果
基本信息
| 中文名 | 折射 |
| 別名 | 屈折 |
| 外文名 | refraction |
| 拼音 | zheshe |
| 類型 | 光學(xué)名詞 |
概念
折射（refraction），又名屈折，是一個(gè)光學(xué)名詞，指光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，或者在同一種介質(zhì)中折射率不同的部分運(yùn)行時(shí)，由于波速的差異，使光的運(yùn)行方向改變的現(xiàn)象。
折射
折射率
英文名稱：index of refraction;refractive index
定義：光從真空射入介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，光在發(fā)生折射時(shí)入射角與折射角符合斯涅爾定律（Snell'sLaw）。入射角i與折射角r的正弦之比n叫做介質(zhì)的“絕對(duì)折射率”，簡(jiǎn)稱“折射率”。
公式：n=sini/sinr，這條公式被稱為斯涅爾公式。
說明：表示在兩種介抽中光速比值的物理量。當(dāng)光線從空氣穿入緊密的介質(zhì)（固體、水或任何液體）時(shí)，即改變它的進(jìn)行方向。光線入射角的正弦與折射角的正弦比，或光線通過真空時(shí)與通過介質(zhì)時(shí)的速度比，就是折射率。折射率隨介質(zhì)的性質(zhì)和密度、光線的波長(zhǎng)、溫度而變化。介質(zhì)的折射率一般都大于1。同一介質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光，具有不同的折射率。可見光折射率通常隨著波長(zhǎng)的減小而增大，即紅光最小、紫光最大。除特別說明以外，某物體的折射率數(shù)值，是指對(duì)鈉黃光（D線）說的。折射率的測(cè)定是在一定的溫度下（通常是20℃）在折射計(jì)中進(jìn)行。在某些情況下，可以利用折射率的測(cè)定觀察聚合反應(yīng)的進(jìn)程。在涂料工業(yè)中，介質(zhì)和顏料的折射率的差別，可用以決定涂料的遮蓋力。在塑料工業(yè)中，折射率和溫度的關(guān)系，可用以確定透明樹脂的研究凝固溫度。在油脂和香油工業(yè)中，從及晶體等中，折射率是一項(xiàng)重要的物理常數(shù)。
相對(duì)折射
由荷蘭數(shù)學(xué)家斯涅爾發(fā)現(xiàn)，是在光的折射現(xiàn)象中，確定折射光線方向的定律。當(dāng)光由第一媒質(zhì)（折射率n1）射入第二媒質(zhì)（折射率n2）時(shí)，在平滑界面上，部分光由第一媒質(zhì)進(jìn)入第二媒質(zhì)后即發(fā)生折射。實(shí)驗(yàn)指出：（1）折射光線位于入射光線和界面法線所決定的平面內(nèi)；（2）折射線和入射線分別在法線的兩側(cè)；（3）入射角i的正弦和折射角i′的正弦的比值，對(duì)折射率一定的兩種媒質(zhì)來說是一個(gè)常數(shù).
淺顯的說，就是光由光速大的介質(zhì)中進(jìn)入光速小的介質(zhì)中時(shí)，折射角小于入射角；從光速小的介質(zhì)進(jìn)入光速大的介質(zhì)中時(shí)，折射角大于入射角。此定律是幾何光學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)定律。它適用于均勻的各向同性的媒質(zhì)。用來控制光路和用來成象的各種光學(xué)儀器，其光路結(jié)構(gòu)原理主要是根據(jù)光的折射和反射定律。此定律也可根據(jù)光的波動(dòng)概念導(dǎo)出，所以它也可應(yīng)用于無線電波和聲波等的折射現(xiàn)象。
折射定律（lawofrefraction）或斯涅爾定律（Snell'sLaw）
光線通過兩介質(zhì)的界面折射時(shí)，確定入射光線與折射光線傳播方向間關(guān)系的定律，幾何光學(xué)基本定律之一。入射光線與通過入射點(diǎn)的界面法線所構(gòu)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(nèi)。②入射角和折射角的正弦之比為一常數(shù)，用n21表示，即
sinθi/sinθt=n21
sinθi/sinθt=v1/v2=n21
最早定量研究折射現(xiàn)象的是公元2世紀(jì)希臘人C.托勒密，他測(cè)定了光從空氣向水中折射時(shí)入射角與折射角的對(duì)應(yīng)關(guān)系，雖然實(shí)驗(yàn)結(jié)果并不精確，但他是第一個(gè)通過實(shí)驗(yàn)定量研究折射規(guī)律的人。1621年，荷蘭數(shù)學(xué)家W.斯涅耳通過實(shí)驗(yàn)精確確定了入射角與折射角的余割之比為一常數(shù)的規(guī)律，即
cscθi/cscθt=常數(shù)
全反射
光由光密（即光在其中傳播速度較小的）媒質(zhì)射到光疏（即光在其中傳播速度較大的）媒質(zhì)的界面時(shí)，全部被反射回原媒質(zhì)內(nèi)的現(xiàn)象。
當(dāng)光射到兩種介質(zhì)界面，只產(chǎn)生反射而不產(chǎn)生折射的現(xiàn)象．當(dāng)光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，折射角將大于入射角．當(dāng)入射角增大到某一數(shù)值時(shí)，折射角將達(dá)到90°，這時(shí)在光疏介質(zhì)中將不出現(xiàn)折射光線，只要入射角大于上述數(shù)值時(shí)，均不再存在折射現(xiàn)象，這就是全反射．所以產(chǎn)生全反射的條件是：①光必須由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)．②入射角必須大于臨界角．
臨界角是折射角為90度時(shí)對(duì)應(yīng)的入射角（只有光線從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)且入射角大于臨界角時(shí)，才會(huì)發(fā)生全反射）
光的折射
光的折射規(guī)律：光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)中時(shí)，折射光線與入射光線、法線在同一平面上，折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)；折射角小于入射角；入射角增大時(shí)，折射角也隨著增大；當(dāng)光線垂直射向介質(zhì)表面時(shí)，傳播方向不變，在折射中光路可逆。
理解：折射規(guī)律分三點(diǎn)：（1）三線一面（2）兩線分居（3）兩角關(guān)系分三種情況：①入射光線垂直界面入射時(shí)，折射角等于入射角等于0°；②光從空氣斜射入水等介質(zhì)中時(shí)，折射角小于入射角；③光從水等介質(zhì)斜射入空氣中時(shí)，折射角大于入射角。
折射的應(yīng)用
中央部分比邊緣部分厚的叫凸透鏡，中央部分比邊緣部分薄的叫凹透鏡，凸透鏡具有會(huì)聚光線的作用，所以也叫“會(huì)聚透鏡”、“正透鏡”（可用于近視與老花鏡），凹透鏡具有發(fā)散光線的作用，所以也叫“發(fā)散透鏡”、“負(fù)透鏡”(可用于近視眼鏡)。
如，放大鏡、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡等
光纖上載的不是電信號(hào)，而是光信號(hào)，這樣使得信號(hào)傳輸距離比在電纜上增加許多，節(jié)省了成本，擴(kuò)大了帶寬
光纖分為兩層，內(nèi)層與外層密度不一樣，為形成全反射創(chuàng)造條件；這樣，當(dāng)光以一定角度入射時(shí)，根據(jù)全反射原理，可產(chǎn)生全反射，于是，光在光纖中前進(jìn)所消耗的能量非常小，所以，光信號(hào)在光纖中經(jīng)過很長(zhǎng)一段距離才需要用一個(gè)中繼器加強(qiáng)強(qiáng)度。
透鏡簡(jiǎn)介
透鏡及分類
透鏡：透明物質(zhì)制成（一般是玻璃），至少有一個(gè)表面是球面的一部分，且透鏡厚度遠(yuǎn)比其球面半徑小的多。
分類：凸透鏡：邊緣薄，中央厚凹透鏡：邊緣厚，中央薄
主光軸，光心、焦點(diǎn)、焦距
主光軸：通過兩個(gè)球心的直線
光心：主光軸上有個(gè)特殊的點(diǎn)，通過它的光線傳播方向不變。（透鏡中心可認(rèn)為是光心）
焦點(diǎn)：凸透鏡能使跟主軸平行的光線會(huì)聚在主光軸上的一點(diǎn)，這點(diǎn)叫透鏡的焦點(diǎn)，用“F”表示
虛焦點(diǎn)：跟主光軸平行的光線經(jīng)凹透鏡后變得發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長(zhǎng)線相交在主光軸上一點(diǎn)，這一點(diǎn)不是實(shí)際光線的會(huì)聚點(diǎn)，所以叫虛焦點(diǎn)。
焦距：焦點(diǎn)到光心的距離叫焦距，用“f”表示。
每個(gè)透鏡都有兩個(gè)焦點(diǎn)、焦距和一個(gè)光心。
折射
透鏡對(duì)光的作用
凸透鏡：對(duì)光起會(huì)聚作用
凹透鏡：對(duì)光起發(fā)散作用凸透鏡成像規(guī)律
為了使幕上的像“正立”（朝上），幻燈片要倒著插。照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，暗箱中的膠片相當(dāng)于光屏，我們調(diào)節(jié)調(diào)焦環(huán)，并非調(diào)焦距，而是調(diào)鏡頭到膠片的距離，物離鏡頭越遠(yuǎn)，膠片就應(yīng)靠近鏡頭
介質(zhì)對(duì)光的折射率：[絕對(duì)折射率]
n=sini/sinr
它表示光在介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)對(duì)光的一種特征。
介質(zhì)對(duì)介質(zhì)的折射率：[相對(duì)折射率]
光從介質(zhì)1射入介質(zhì)2發(fā)生折射時(shí)，入射角θ1與折射角θ2的正弦之比n21叫做介質(zhì)2相對(duì)介質(zhì)1的折射率，即“相對(duì)折射率”。因此，“絕對(duì)折射率”可以看作介質(zhì)相對(duì)真空的折射率。
n'=sinθ1/sinθ2=n2/n1
它是表示在兩種（各向同性）介質(zhì)中光速比值的物理量。
折射題型
1、下列事例中屬于光的反射現(xiàn)象的是()
A、在平靜的湖邊看到樹的倒影B、白天濃密樹蔭下有許多小圓形光斑
C、夜晚，路燈下看到自己的影子D、圓形玻璃缸中的金魚，看上去變大了
A、光的反射B、光的折射C、光有能量D、光沿著直線傳播
3．人站在直立的平面鏡前，要看到自己的全身像，鏡長(zhǎng)最少應(yīng)是人身高的()
A、1/3B、1/2C、1/4D、一樣高
4．為了使和水平方向成50°角的陽光豎直射入井里，那么平面鏡的反射面和水平面應(yīng)成_____度角放置。
5．有一種液面微變監(jiān)視器，基本結(jié)構(gòu)原理如圖所示，光束發(fā)射器始終以一定角度向被監(jiān)視的液面發(fā)射一束細(xì)光：光束經(jīng)液面反射，其反射光被水平放置的平面光電轉(zhuǎn)換接收器接收，再通過顯示器顯示出來。若反射到光電轉(zhuǎn)換接收器的光點(diǎn)由S1移向S2(圖中從左向右依次為S2、S1、S3)，則表明被監(jiān)視的液面_____，若接收器上接收到的光點(diǎn)由S2移到S3，則說明被監(jiān)視的液面(選填“上升”或“下降”)。
6．研究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)情況如圖所示，燭焰在平面鏡中所成的像是_____像(實(shí)/虛)，放在“燭焰”上的手指_____被燒痛(會(huì)/不會(huì))。
7．如圖所示，電視遙控器對(duì)著天棚也能遙控電視機(jī)。圖中從A點(diǎn)發(fā)出的光(紅外線)經(jīng)天棚MN反射后射入電視機(jī)B，試畫出其光路圖。
8．如圖所示為一個(gè)反射式路燈，S為燈泡位置，圖中已畫山燈泡射出的兩條最邊緣的出射光線。MN是一個(gè)可以調(diào)節(jié)傾斜程度的平面鏡。請(qǐng)?jiān)趫D中畫出燈S照亮路面的范圍(保留作圖中必要的輔助線)．請(qǐng)?zhí)岢鲆环N能夠增大燈照亮范圍的方法：______。
答案：
1．A2、A3、D4、70
5．上升，下降
6．虛，不會(huì)
7．注意作出A或B的像
8．注意作出S的像
物理意義
現(xiàn)象
從上面看水，玻璃等透明介質(zhì)中的物體,會(huì)感到物體的位置比實(shí)際位置高一些.這是光的折射現(xiàn)象引起的。
由于光的折射，池水看起來比實(shí)際的淺。所以，當(dāng)你站在岸邊，看見清澈見底,深不過齊腰的水時(shí)，千萬不要貿(mào)然下去，以免因?yàn)閷?duì)水深估計(jì)不足，驚慌失措，發(fā)生危險(xiǎn)。
把一塊厚玻璃放在鋼筆的前面，筆桿看起來好像"錯(cuò)位"了，這種現(xiàn)象也是光的折射引起的。
定律
光的折射定律：光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)中時(shí)，折射光線與入射光線、法線在同一平面上，折射光和入射光分居法線兩側(cè)；折射角小于入射角；入射角增大時(shí)，折射角也隨著增大；當(dāng)光線垂直射向介質(zhì)表面時(shí)，傳播方向不變，在折射中光路可逆。當(dāng)光從水或其他介質(zhì)中斜射入空氣時(shí)，折射角大于入射角。
理解
在光的折射中光路是可逆的。
參考資料
[1]
梁銓廷 . 物理光學(xué)（第4版） : 電子工業(yè)出版社 ，2012-12-01
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