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光的折射公开课
目
录
CONTENCT
光的折射现象与定义
折射定律与折射率
光的折射规律及应用
光的全反射与临界角
光的色散与光谱分析
实验：测量折射率
总结与展望
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光的折射现象与定义
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变的现象称为光的折射。
折射现象表现为光线在进入另一种介质后，其传播路径发生偏折，不再沿直线传播。
折射现象在日常生活中非常常见，如水池中的水看起来比实际浅，插入水中的筷子好像在水面处折断了等。
折射是指光在两种不同的介质之间传播时，由于传播速度的改变，使得光线在进入另一种介质后方向发生偏折的物理现象。
折射遵循斯涅尔定律，即入射光线、法线、折射光线在同一平面内，且入射角与折射角的正弦之比等于两种介质折射率的反比。
折射现象的产生与光在不同介质中的传播速度不同有关，也与介质的折射率有关。
发生折射需要满足的条件包括：光从一种介质斜射入另一种介质，且两种介质的折射率不同。
根据入射角和折射角的大小关系，折射可以分为正折射和负折射。正折射是指入射角大于折射角的情况，负折射则相反。
根据折射率的不同，折射还可以分为全反射和非全反射。当光从光密介质射入光疏介质，且入射角大于或等于临界角时，会发生全反射现象。非全反射则是指光线在两种介质之间传播时未发生全反射的情况。
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折射定律与折射率
入射光线、折射光线、法线在同一平面内，且分居法线两侧。
入射角与折射角的正弦值成正比，即sinθ1/sinθ2=n21（θ1为入射角，θ2为折射角，n21为第二种介质对第一种介质的相对折射率）。
在光的折射中，光路是可逆的。
折射率的单位通常为1，表示无单位。
折射率定义为光在真空中的速度与光在介质中的速度之比，即n=c/v（n为折射率，c为光在真空中的速度，v为光在介质中的速度）。
对于给定的两种介质，折射率可以用入射角和折射角的正弦值之比来计算，即n21=sinθ1/sinθ2。
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不同的介质具有不同的折射率，这与介质的密度、电磁性质等因素有关。
一般来说，介质的折射率越大，光在该介质中的传播速度就越慢。
当光从一种介质射入另一种介质时，如果两种介质的折射率不同，则会发生折射现象。
03
光的折射规律及应用
折射光线在不同介质之间传播时，其传播方向会发生改变。
折射光线位于入射光线和法线所决定的平面内。
折射光线向法线偏折，即向介质密度较大的一方偏折。如果是垂直入射，传播方向不改变。
入射光线与法线的夹角叫做入射角；折射光线与法线的夹角叫做折射角。
当光线从空气斜射入其它介质时，折射角小于入射角；当光线从其它介质斜射入空气时，则折射角大于入射角；垂直入射时，方向不变。
折射角随着入射角的增大而增大。当光线从空气垂直射向其它介质表面时，入射角为0°，折射角也为0°。
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眼镜
放大镜
望远镜
摄影
利用两组透镜或透镜组，通过折射原理将远处的物体放大并拉近，从而观察到远处的景象。
利用凸透镜对光的会聚作用，将物体放在焦点之内，可以形成一个正立、放大的虚像。
利用光的折射原理，使光线在进入眼睛前发生偏折，从而矫正视力。
在摄影中，利用光的折射原理通过镜头将景物成像在感光器件上，再通过曝光形成照片。
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光的全反射与临界角
光从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角，当入射角增大到某一角度时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象称为全反射。
全反射发生时，光在两种介质交界面处全部被反射回原介质，没有光线进入另一种介质。
全反射现象通常发生在光从水或玻璃等光密介质进入空气等光疏介质时。
临界角是发生全反射的最小入射角，记作C。当入射角小于临界角时，不会发生全反射；当入射角等于或大于临界角时，发生全反射。
临界角的计算公式为：sinC=1/n，其中n为光从光密介质进入光疏介质时的折射率。
不同介质之间的临界角不同，一般通过实验测量得到。
全反射发生的条件包括：光从光密介质进入光疏介质、入射角等于或大于临界角。
利用全反射原理可以制作各种光学器件和传感器，用于测量、检测、控制等方面。同时，全反射也是一些自然现象的重要成因，如海市蜃楼等。
全反射在光学、通信、医疗等领域有广泛应用，如光纤通信、内窥镜、光学仪器等。
05
光的色散与光谱分析
色散现象说明白光是由上述七种色光组成的。
太阳光是白光，经过三棱镜后，由于各种色光的折射率不同，而发生色散现象，形成一条光带。
白光通过三棱镜被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的现象叫色散。
光谱分析是基于物质与光相互作用时，物质内部发生了量子化的能级之间的跃迁，从而测量其波长和强度进行分析的方法。
根据光谱中不同波长光的强度或颜色可以得到试样成分存在与否和相对含量的信息。
光谱分析是一种无损的快速检测技术，分析成本低。
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