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[综合知识] 光的折射现象

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发表于 2015-12-7 19:57:40 | 显示全部楼层 |阅读模式

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考点名称:光的折射现象

  • 概念:
    概念说明
    光的折射现象光从一种介质斜射入另一种介质时,传播的方向发生偏折,这种现象叫做光的折射。光从空气斜射入水或其他介质时,折射光线向法线方向偏折,如图所示
    (1)对光发生折射现象的理解:入射光和折射光分别在两种不同的介质中,因此它们的传播速度不同,传播方向也往往发生改变
    (2)通常在发生光的折射现象时,在界面上也同时会发生光的反射现象
    (3)光线垂直射人界面时,将不会看到折射现象,即光的传播方向不发生变化

    生活中的折射现象:
    斜插入水中的筷子在水下的部分看起来向上弯折;往脸盆中倒水,看到盆底深度变浅;潜水中的人看岸边的人变高;从厚玻璃砖后看到钢笔“错位”等。


  • 常见折射现象及解释:
    1.光的折射现象光的折射会造成许多光学现象,如水底看起来比实际的浅,一半斜捅入水中的筷子变弯曲,鱼缸中的鱼看起来变大,海市蜃楼等。要解释这些现象,首先要知道看见的并非实际物体,而是物体经折射后成的虚像。

    2.举例分析光的折射现象以池水看起来“变浅”为例,其原因我们可以作如下分析:
          我们能够看见物体是由于有光射入我们的眼睛里,假设从水池底的一点A射出的两条光线经折射后射入人眼(如图甲所示),眼睛根据光沿直线传播的经验(人的感觉总认为光沿直线传播),逆着折射光线看过去,就会觉得光好像是从水中的A’射入我们眼睛里的,因此我们会觉得A’比A高了,即看起来池底升高,池水“变浅”了。有经验的渔民都知道,在叉鱼时,只有瞄准鱼的下方,才能把鱼叉到。

        若从水中去观察岸上的物体,P点的位置将会升高,如图乙所示。例如跳水运动员在水下观察10m跳台,就会感到其高度超过10m。
        因此可以得出结论:从岸上看水里和从水里看岸上相同,都是看到升高了的虚像。
        补充:人眼之所以看到物体的虚像,都是因为折射光线(或反射光线)进入人的眼睛,而人眼总认为光沿直线传播,这就使人在折射光线(或反射光线)的反向延长线上看到一个虚像。


  • 光的折射的特殊情况:
    全反射
    1. 定义:光由光密(即光在此介质中的折射率大的)媒质射到光疏(即光在此介质中折射率小的)媒质的界面时,全部被反射回原媒质内的现象。

    2. 原理:
    公式为n=sin90°/sinc=1/sinc
    sinc=1/n
    (c为临界角)
         当光射到两种介质界面,只产生反射而不产生折射的现象.当光由光密介质射向光疏介质时,折射角将大于入射角.当入射角增大到某一数值时,折射角将达到90°,这时在光疏介质中将不出现折射光线,只要入射角大于或等于上述数值时,均不再存在折射现象,这就是全反射.所以产生全反全反射全反射射的条件是:①光必须由光密介质射向光疏介质.②入射角必须大于或等于临界角(C).
        所谓光密介质和光疏介质是相对的。两物质相比,折射率较小的,光速在其中较快的,就为光疏介质;折射率较大的,光速在其中较慢的,就为光密介质。例如,水折射率大于空气,所以相对于空气而言,水就是光密介质,而玻璃的折射率比水大,所以相对于玻璃而言,水就是光疏介质。
        临界角是折射角为90度时对应的入射角(只有光线从光密介质进入光疏介质且入射角大于临界角时,才会发生全反射)

    3. 全反射的应用:光导纤维是全反射现象的重要应用。蜃景的出现,是光在空气中全反射形成的。

  • 题文
    在图中大致画出光从空气进入水中的折射光线.

    题型:应用设计题难度:中档来源:不详




    答案


    试题分析:光从空气斜射入水中,所以折射角小于入射角,首先过折射点垂直于水面画出法线,折射光线向法线偏折。






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