折射是什么意思

折射是什么意思

许多人都有这个疑问,物理书上的的COLwSMGd解释是,光线入水是向法线方向偏折,而人眼看到的水中筷子却是向上偏折,这符合光线折射的原理吗?

要弄清这个问题,先了解一下光的折射是什么

所谓光的折射,是指光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生改变,从而使光线在不同介质的交界处发生偏折的现象,这种现象就是光的折射现象。

折射是什么意思

光作用于任何物体,都会发生折射和反射现象,各种物体由于密度和形象不一样,对光的折射和反射就产生了不一样的角度和变化,正是因为这个道理,人类的眼睛才能够看到各种物体。

还有,可见光是一种复合光,由红橙黄绿青蓝紫等七色组成,不同颜色波长不一样,从红到紫,波段介于约780nm到380nm之间,红色波长最长,紫色波长最短。各种物体在吸收不同波长的光时,吸收率和反射率是不一样的,因此人类就看到了各种物体不同的颜色。这个原理不在本文讨论范围,今天就不多说了。

光的折原由网射率与传播介质光速有关

折射是什么意思

光在不同介质中,传播速度是不一样的,在真空中最快,准确值为:299792458米/秒,空气中其次,约为299552816米/秒。由于这两个速度都接原由网近30万千米/秒,因此,人们一般把真空光速和空气光速都简称为每秒30万公里。

光在冰中的速度为23万千米/秒,在水中的速度为22.5万千米/秒,在酒精中的速度为22万千米/秒,在玻璃中的速度为20万千米/秒。光在不同介质中的折射率是不一样的,遵循与光速成反比的规律,也就是说介质光速越大,折射率越小,而介质光速越小,折射率越大。

折射是什么意思

折射率计算公式为:n=c/v。这里n为折射率,c为真空光速,v为介质光速。比如按这个公式结算,光在水中的折射率为n=30/22.5≈1.33

光的折射率是以“法线”为标准衡量的。何谓“法线”,就是光线从真空或空气中进入某种介质时,与介质平面垂直的一根想象中的线段(上图)。光线入射水中和我们看到水中筷子,介质都是水,为什么折射率看起来不一样呢?

原来是光线入水和我们看到的水中筷子光线传播方向相反

光线入射水中是光线从空气中入射到水中,速度变小,发生折射而向法线(与水面垂直的轴线)靠近,与法线的角度变小,因此看起来是所谓“向下偏折”。

折射是什么意思

而我们看到的水中筷子,则是筷子的反射光从水中传递到我们原由网的眼睛中,是从速度相对更慢的介质中往速度更快的介质传播,因此与光线入水是反向而行的,www.58yuanyou.com这样,折射就会出现远离法线,角度变大的现象,这样,我们看到的筷子就会“向上偏转”了。

现在明白了吧?原来是我们弄错了方向了。光线进入水中和我们看到水中筷子,光线的传播方向正好相反,因此偏折的方向也正好相反。

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