光的折射(二讲)浅析.ppt

虹和霓是色散形成的自然现象.雨后,天空中悬浮着许多小水珠.虹的产生是由于阳光射入水珠,发生两次折射和一次反射的结果.虹的红色在外侧,紫色在内侧的弧形彩带.霓是由于阳光在水珠里经过两次反射和两次折射后再射入人们的眼中形成的,由于多了一次反射,能量损失较多,霓比虹暗一些,有时雨后的天空中可以同时看到虹和霓. * * 光的干涉 本章内容 Contents chapter 19 光的反射 平面镜、球面镜成像 薄透镜成像 光的折射 简单光学仪器 光的本性 如图所示, 半径为R的凸镜和凹镜主轴相互重合放置,两镜顶点O1、O2相距2.6R,现于主轴上距凹透镜顶点O1为0.6R处放一点光源S,设点光源的像只能直接射到凹镜上,问S经凹镜和凸镜各反射一次后所成的像在何处? o2 o1 s o2 o1 s2 s1 s 如图所示, 半径为R的凸镜和凹镜主轴相互重合放置,两镜顶点O1、O2相距2.6R,现于主轴上距凹镜顶点O1为0.6R处放一点光源S,设点光源的像只能直接射到凹镜上,问S经凹镜和凸镜各反射一次后所成的像在何处? 在凹镜成像中, u1=0.6R, f1=R/2 解得 因此凹镜反射的光线沿未成像便已被凸镜反射,此时可将凹镜原来要成的像S1作为凸镜的虚物来处理, u2=2.6R-3R=-0.4R, f2=-R/2 解得 即S2、S1在同一位置. o2 o1 s 在两种介质的分界面上入射光线、反射光线、折射光线的能量分配．(某种玻璃与空气的界面上) 0％ 100％ 100％ 90° 61％ 39％ 100％ 80° 90.2％ 9.8％ 100％ 60° 95.1％ 4.9％ 100％ 30° 95.3％ 4.7％ 100％ 0° 折射光线能量 反射光线能量 (入射光线能量为100％) 入射角 我们可以得出结论：随入射角的增大，反射光线的能量比例逐渐增加，而折射光线的能量比例逐渐减小． 1.51 1.97 40.6 80 1.50 1.81 38.6 70 1.51 1.67 35.1 60 1.50 1.63 30.7 50 1.51 1.59 25.2 40 1.49 1.53 19.6 30 1.49 1.50 13.3 20 1.49 1.50 6.7 10 sinθ1/sinθ2 θ1/θ2 折射角θ2（°) 入射角θ1(°) 1．概念：光从一种介质射入另一种介质时，传播方向发生改变的现象，叫做光的折射． 2．折射定律：折射光线跟入射光线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦跟折射角的正弦成正比．如果用表示n 这个比例常数，则有 3．在光的折射现象中光路是可逆的． 1．物理意义：反映介质的光学性质的物理量． 2．定义：光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的折射率． 3．折射率跟光速的关系 4．几种介质的折射率 真空（空气）的折射率为1；水的折射率为1.33，即4/3；玻璃的折射率为1.5，即3/2． 折射率是几何光学中非常重要的基本概念之一．它反映介质的光学性质．是反映介质光学性能的物理量。 是从实验的角度来定义的，因而为折射率的测量提供了依据。 是从理论上反映介质的特征，当光垂直射向界面时，显然已失去测量的条件。但此时仍成立. 不同介质对同种光的折射率一般不同。因而 是测定介质的折射率的方法，又是鉴别物质种类的一种手段。 1．绝对折射率：光从真空射入某种介质的折射率，叫做该种介质的绝对折射率． 2．相对折射率：光由介质1射入介质2，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的相对折射率． 3．斯涅尔定律： n1sinθ1=n2sinθ2 1．概念：光从光密介质射入光疏介质时，在界面处一部分光反射回原介质中，一部分光被折射到另一介质中，随着入射角的增大，折射角逐渐增大，且折射光越来越弱，反射光越来越强，当入射角增大到某一角度时，使折射角达到90o时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射． 2．发生全反射的条件： （1）光从光密介质进入光疏介质； （2）入射角大于或等于临界角． 3．临界角：折射角等于900时的入射角叫做临界角 . 如图所示，一束光线从空气射入某介质，入射光线与反射光线夹角为90 o，折射光线与入射光线延长线间夹角为15o，求： （1）该介质的折射率； （2）光在该介质中传播的速度； （3）当光从介质射入空气时的临界角． O α β r θ 如图所示，一束光线从空气射入某介质，入射光线与反射光线夹角为90 o，折射光线与入射光线延长线间夹角为15o，求：（1）该介质的折射率； （2）光在该介质中传播的速度；（3）当光从介质射入空气时的临界角． O α β r θ （1）根据题意入射光线与反射光线的夹角为90 o，又根据光的