生活中的折射現(xiàn)象:
斜插入水中的筷子在水下的部分看起來向上彎折;往臉盆中倒水,看到盆底深度變淺;潛水中的人看岸邊的人變高;從厚玻璃磚后看到鋼筆“錯位”等。
常見折射現(xiàn)象及解釋:
1.光的折射現(xiàn)象光的折射會造成許多光學現(xiàn)象,如水底看起來比實際的淺,一半斜捅入水中的筷子變彎曲,魚缸中的魚看起來變大,海市蜃樓等。要解釋這些現(xiàn)象,首先要知道看見的并非實際物體,而是物體經(jīng)折射后成的虛像。
2.舉例分析光的折射現(xiàn)象以池水看起來“變淺”為例,其原因我們可以作如下分析:
我們能夠看見物體是由于有光射入我們的眼睛里,假設(shè)從水池底的一點A射出的兩條光線經(jīng)折射后射入人眼(如圖甲所示),眼睛根據(jù)光沿直線傳播的經(jīng)驗(人的感覺總認為光沿直線傳播),逆著折射光線看過去,就會覺得光好像是從水中的A’射入我們眼睛里的,因此我們會覺得A’比A高了,即看起來池底升高,池水“變淺”了。有經(jīng)驗的漁民都知道,在叉魚時,只有瞄準魚的下方,才能把魚叉到。
若從水中去觀察岸上的物體,P點的位置將會升高,如圖乙所示。例如跳水運動員在水下觀察10m跳臺,就會感到其高度超過10m。
因此可以得出結(jié)論:從岸上看水里和從水里看岸上相同,都是看到升高了的虛像。
補充:人眼之所以看到物體的虛像,都是因為折射光線(或反射光線)進入人的眼睛,而人眼總認為光沿直線傳播,這就使人在折射光線(或反射光線)的反向延長線上看到一個虛像。
光的折射的特殊情況:
全反射
1. 定義:光由光密(即光在此介質(zhì)中的折射率大的)媒質(zhì)射到光疏(即光在此介質(zhì)中折射率小的)媒質(zhì)的界面時,全部被反射回原媒質(zhì)內(nèi)的現(xiàn)象。
2. 原理:
公式為n=sin90°/sinc=1/sinc
sinc=1/n
(c為臨界角)
當光射到兩種介質(zhì)界面,只產(chǎn)生反射而不產(chǎn)生折射的現(xiàn)象.當光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時,折射角將大于入射角.當入射角增大到某一數(shù)值時,折射角將達到90°,這時在光疏介質(zhì)中將不出現(xiàn)折射光線,只要入射角大于或等于上述數(shù)值時,均不再存在折射現(xiàn)象,這就是全反射.所以產(chǎn)生全反全反射全反射射的條件是:①光必須由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì).②入射角必須大于或等于臨界角(C).
所謂光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對的。兩物質(zhì)相比,折射率較小的,光速在其中較快的,就為光疏介質(zhì);折射率較大的,光速在其中較慢的,就為光密介質(zhì)。例如,水折射率大于空氣,所以相對于空氣而言,水就是光密介質(zhì),而玻璃的折射率比水大,所以相對于玻璃而言,水就是光疏介質(zhì)。
臨界角是折射角為90度時對應(yīng)的入射角(只有光線從光密介質(zhì)進入光疏介質(zhì)且入射角大于臨界角時,才會發(fā)生全反射)
3. 全反射的應(yīng)用:光導(dǎo)纖維是全反射現(xiàn)象的重要應(yīng)用。蜃景的出現(xiàn),是光在空氣中全反射形成的。