光的折射定律

Question

如题所述

Answer 1

当光线从一个介质斜射入另一个介质时，折射光线与入射光线有显著的规律。首先，它们分居于法线两侧，法线与界面垂直，形成一个共同的平面，即折射光线、入射光线和法线在同一平面上（三线两点一面）。

折射定律揭示了光在不同介质中的传播特性。从空气斜射入其他介质（如水或玻璃），折射角会小于入射角，这是因为光在密度较大的介质中传播速度较慢。相反，从密度较大的介质射入空气时，折射角会大于入射角。这个规律可以用"谁快谁大"来总结，即光在速度较快的介质中，折射角相应较小，而在速度较慢的介质中，折射角较大。

折射角的变化与入射角的关系是线性的，即入射角增大（减小）时，折射角也随之增大（减小）。这个角度的度量是光线与法线的夹角，即折射角。

特别地，当光垂直射入水中或其它介质时，传播方向保持不变，但光速会有所改变。光路在折射过程中具有可逆性，即光的传播路径可以反向应用。

介质对光的折射能力不同，比如空气的折射能力小于水，水又小于玻璃。光从一种介质斜射向另一种介质时，折射的程度与后者的折射率相关，折射率还与光在两种介质中的波长有关，其关系式为sin i / sin r = v1 / v2 = n = λ1 / λ2，其中i和r分别代表入射角和折射角，v1和v2是光在两种介质中的速度，λ1和λ2则是对应的波长，n则是折射率。