折射现象

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折射现象是指当光由一种介质(比如水)斜射入第二介质(比如空气)时,在界面上部份光发生偏离原来路线而与原来路线产生夹角的现象。
中文名
折射现象
外文名
refraction phenomenon
属    性
折射
性    质
光学现象
最早发现时期
公元2世纪

折射现象折射定律

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折射现象定理的发现

最早定量研究折射现象的是公元2世纪希腊人C.托勒密,他测定了光从空气向水中折射时入射角折射角的对应关系,虽然实验结果并不精确,但他是第一个通过实验定量研究折射规律的人。1621年,荷兰数学家W.斯涅耳通过实验精确确定了入射角与折射角的余割之比为一常数的规律,即 cscθi/cscθt=常数。故折射定律又称斯涅耳定律。1637年,法国人R.笛卡儿在《折光学》一书中首次公布了具有现代形式正弦之比的规律。与光的反射定律一样,最初由实验确定的折射定律可根据费马原理惠更斯原理光的电磁理论证明之。 上述光的折射定律只适用于由各向同性介质构成的静止界面。 由荷兰数学家斯涅尔发现,是在光的折射现象中,确定折射光线方向的定律。当光由第一媒质(折射率n1)射入第二媒质(折射率n2)时,在平滑界面上,部分光由第一媒质进入第二媒质后即发生折射。

折射现象定理内容

(1)折射光线位于入射光线和界面法线所决定的平面内;
(2)折射线入射线分别在法线的两侧;
(3)入射角i的正弦折射角r的正弦的比值,对折射率一定的两种媒质来说是一个常数.
光由光速大的介质中进入光速小的介质中时,折射角小于入射角;从光速小的介质进入光速大的介质中时,折射角大于入射角。 此定律是几何光学的基本实验定律。
折射形象的规律 折射形象的规律

折射现象折射现象的解释

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光是一种高频的电磁波。在传播过程中有两个垂直于传播方向的分量:电场分量E磁场分量B。当电场分量E与传播过程中的每一个原子发生作用,引起电子极化,即造成电子云和原子荷质心发生相对位移。其结果是一部分能量被吸收,同时光传播的速度被减慢,方向发生变化,导致折射的发生。在外电场作用下,电介质内部沿电场方向产生感应偶极矩,在电介质表面出现极化电荷的现象叫作电介质的极化。
  • 小常识:绝大多数的光学介质属于近乎无机材料这样的电介质。
电介质在外电场作用下可产生如下3种类型的极化:
  1. 原子核外的电子云分布产生畸变,从而产生不等于零的电偶极矩p‘,称为畸变极化
  2. 原来正、负电中心重合的分子,在外电场作用下正、负电中心彼此分离,称为位移极化
  3. 具有固有电偶极矩p0的分子原来的取向是混乱的,宏观上电偶极矩总和∑p=0。在外电场作用下,各个电偶极子趋向于一致的排列,从而宏观电偶极矩不等于零,称为转向极化
无极分子的位移极化 无极分子的位移极化

折射现象意义

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折射定律适用于均匀的各向同性的媒质。用来控制光路和用来成象的各种光学仪器,其光路结构原理主要是根据光的折射反射定律。此定律也可根据光的波动概念导出,所以它也可应用于无线电波和声波等的折射现象。 折射定律(law of refraction) 或 斯涅尔定律(Snell's law) 的内容如下:光线通过两介质的界面折射时,确定入射光线与折射光线传播方向间关系的定律,它是几何光学基本定律之一。
斯涅尔定律 斯涅尔定律
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