生活中的物理現(xiàn)象1.doc

王乙光的折射：光從一種透明介質(zhì)斜射入另一種透明介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫光的折射。理解：光的折射與光的反射一樣都是發(fā)生在兩種介質(zhì)的交界處，只是反射光返回原介質(zhì)中，而折射光則進(jìn)入到另一種介質(zhì)中，由于光在在兩種不同的物質(zhì)里傳播速度不同，故在兩種介質(zhì)的交界處傳播方向發(fā)生變化，這就是光的折射。注意：在兩種介質(zhì)的交界處，既發(fā)生折射，同時(shí)也發(fā)生反射。反射光光速與入射光相同，折射光光速與入射光不同。光的折射定律1、折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)（法線居中，與鏡面垂直）2、折射光線、入射光線、法線在同一平面內(nèi)。（三線兩點(diǎn)一面）3、當(dāng)光線從空氣斜射入其它介質(zhì)時(shí)，角的性質(zhì)：折射角(密度大的一方)小于入射角（密度小的一方）；（在真空中的角總是大的，其次是空氣，注：不能在考試填空題中使用）4、當(dāng)光線從其他介質(zhì)射入空氣時(shí)，折射角大于入射角。（以上兩條總結(jié)為：誰(shuí)快誰(shuí)大。即為光線在哪種物質(zhì)中傳播的速度快，那么不管那是折射角還是入射角都是較大的角）5、在相同的條件下，折射角隨入射角的增大（減?。┒龃螅p?。?。6、折射光線與法線的夾角，叫折射角。P.S.：1、光垂直射向介質(zhì)表面時(shí)（折射光線、法線和入射光線在同一直線上），傳播方向不變，但光的傳播速度改變。2、在光的折射中，光路是可逆性的。3、不同介質(zhì)對(duì)光的折射本領(lǐng)是不同的?？諝馑Ａ?折射角度）介質(zhì)密度大的角度小于介質(zhì)密度小的角度4、光從一種透明均勻物質(zhì)斜射到另一種透明物質(zhì)中時(shí)，折射的程度與后者分析的折射率有關(guān)。5、光從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)時(shí)，折射光線向法線方向偏折。6、入射角的正弦值與折射角的正弦值的比等于光在兩種介質(zhì)中的速度比、波長(zhǎng)比。即sini/sinr=v12=n=12(n為折射率，為波長(zhǎng))編輯本段光折射的原理光，也是一種波，光波的折射原因可以用惠更斯原理解釋。傳播介質(zhì)的改變是導(dǎo)致波發(fā)生折射的重要原因。如右圖，一列平行光波由介質(zhì)1射向介質(zhì)2，a，b是這列光波的三條波線（光線），由于未經(jīng)過(guò)介質(zhì)2前，a，b兩波線波速、頻率等完全一樣，由于與臨界面成一定角度，所以當(dāng)波線a到達(dá)臨界面上的A點(diǎn)時(shí)，波線b剛剛傳到B點(diǎn)（圖中虛線AB波線b）。當(dāng)然波線a傳到臨界面后不會(huì)停止傳播，它會(huì)在A點(diǎn)形成一個(gè)子波源，分別向介質(zhì)1和介質(zhì)2以圓周式向四周發(fā)射波，其波速不變，依然和之前的波線a與波線b的波速等相等，只是以圓周形式向四周發(fā)射波。我們假設(shè)光波在介質(zhì)1中的傳播速度大于在介質(zhì)2中的傳播速度。若波線b由B點(diǎn)傳播到臨界面上的B點(diǎn)所用時(shí)間為t，則在t時(shí)間內(nèi)，由于同位于介質(zhì)1，波速不變，子波源A向介質(zhì)1中傳播的波前與A的距離（即在介質(zhì)1中的半圓A的半徑）就是波線b由B點(diǎn)傳到B的距離（即BB的長(zhǎng)度），形成波的反射。而子波源A向介質(zhì)2中傳播的波前與A的距離（即在介質(zhì)2中的半圓A的半徑）卻小于BB，因?yàn)椴ㄔ诮橘|(zhì)2中的傳播速度小于在介質(zhì)1中的傳播速度，相同時(shí)間t內(nèi)，速度v1v2，所以路程S1S2，形成波的折射。波線b到達(dá)臨界面上的B后，也將會(huì)以子波源的形式向四周發(fā)射波，所以B傳播的波前可以看作就是B這個(gè)點(diǎn)。根據(jù)惠更斯原理，連接B的波前（即點(diǎn)B）與A在介質(zhì)1和介質(zhì)2中傳播的波前（即過(guò)B分別作兩個(gè)半圓的切線BM和BN，切點(diǎn)分別為M，N，圖中所示綠色直線）則切線BM和BN就是波前的包絡(luò)面（即折射和反射后所形成的新的波前），所形成兩條的新的波線總是垂直于包絡(luò)面，即AMBM，ANBN。則射線AN就是光線a的折射光線，射線AM就是光線a的反射光線。證明：入射角4折射角3，即證明AN就是折射光線解：利用初中幾何知識(shí)證明即可。在光的反射中已經(jīng)證明BAB=MBA（由于AM=BB，所以直角BAB=直角MBA，HL），且4=BAB。根據(jù)大邊對(duì)大角，AMAN，且AB=AB，所以ABN3=ABN。即入射角4折射角3，AN就是折射光線，AM就是反射光線AM。證明：入射角的正弦值與折射角的正弦值的比等于光在兩種介質(zhì)中的速度比：sin4：sin3=v1：v2再看右圖，入射角4=MBA，3=ABN。所以sinMBA=AM：AB，sinABN=AN：AM，所以sinMBA：sinABN=sin4：sin3=AM：AN=v1t：v2t=v1：v2即sin4：sin3=v1：v2因?yàn)橥环N波進(jìn)入不同介質(zhì)，不變的是頻率f，根據(jù)v=f，所以v1：v2=1f：2f=1：2編輯本段特殊情況：全反射光由光密（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(shí)，全部被反射回原媒質(zhì)內(nèi)的現(xiàn)象。光由光密媒質(zhì)進(jìn)入光疏媒質(zhì)時(shí)，要離開(kāi)法線折射，如圖所示。當(dāng)入射角增加到某種情形（圖中的e射線）時(shí)，折射線延表面進(jìn)行，即折射角為90，該入射角c稱(chēng)為臨界角。若入射角大于臨界角，則無(wú)折射，全部光線均反回光密媒質(zhì)（如圖f、g射線），此現(xiàn)象稱(chēng)為全反射。這就是光纖通信的原理。只有在光線從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生。編輯本段光的折射應(yīng)用1、魚(yú)兒在清澈的水里面游動(dòng)，可以看得很清楚。然而，沿著你看見(jiàn)魚(yú)的方向去叉它，卻叉不到。有經(jīng)驗(yàn)的漁民都知道，只有瞄準(zhǔn)魚(yú)的下方才能把魚(yú)叉到。魚(yú)叉叉向的是魚(yú)的虛像。而若使用激光槍射魚(yú)，要瞄準(zhǔn)所看到的像，因?yàn)楣饩€在水中也會(huì)發(fā)生折射。所以，當(dāng)你看到河水不足腰深也不要依然冒險(xiǎn)去游泳。從上面看水，玻璃等透明介質(zhì)中的物體，會(huì)感到物體的位置比實(shí)際位置高一些。這是光的折射現(xiàn)象引起的，光在水和空氣的界面上發(fā)生折射，折射光線遠(yuǎn)離法線方向，人們根據(jù)光沿直線傳播的經(jīng)驗(yàn)，逆著折射光線看去就會(huì)看到物體上方的虛像。2、由于光的折射，池水看起來(lái)比實(shí)際的深度淺。所以，當(dāng)你站在岸邊，看見(jiàn)清澈見(jiàn)底、深不過(guò)齊腰的水時(shí)，千萬(wàn)不要貿(mào)然下去，以免因?yàn)閷?duì)水深估計(jì)不足，驚慌失措，發(fā)生危險(xiǎn)。3、把一塊厚玻璃放在鋼筆的前面,從側(cè)面看，筆桿看起來(lái)好像“錯(cuò)位”了,這種現(xiàn)象也是光的折射引起的.原來(lái)玻璃能將光速減慢35%，當(dāng)光從空氣傳播到玻璃中，速度就會(huì)變慢，并改變傳播的方向，筆桿看起來(lái)就好像錯(cuò)位了。4、漁民在叉魚(yú)時(shí)，總是往下叉，這是因?yàn)楣鈴乃娴娇諝獍l(fā)生了折射；某人在水中看岸上的樹(shù)時(shí)，看到的樹(shù)要比實(shí)際的位置高，這是因?yàn)楣鈴目諝獾剿姘l(fā)生了折射，折射光線向靠近法線方向偏折。5、海市蜃樓是因?yàn)楣獾恼凵湓斐傻摹?、一枚硬幣放在杯底，把杯子移動(dòng)到眼睛看不到的地方，往杯里倒水，就能看見(jiàn)硬幣。這是因?yàn)楣獾恼凵洹?.清晨看太陽(yáng)時(shí)，太陽(yáng)變扁了。當(dāng)太陽(yáng)在地平線以下時(shí)，我們就可以看到太陽(yáng)，是發(fā)生了光的折射。編輯本段折射的物理本質(zhì)光是一種電磁波，在傳播過(guò)程中有兩個(gè)垂直于傳播方向的分量：電場(chǎng)分量和磁場(chǎng)分量。當(dāng)電場(chǎng)分量與傳播過(guò)程中的每一個(gè)原子發(fā)生作用，引起電子極化，即造成電子云和原子荷重心發(fā)生相對(duì)位移。其結(jié)果是一部分能量被吸收，同時(shí)光的速度被增大，方向發(fā)生變化，導(dǎo)致折射的發(fā)生。反射和折射不能用粒子性解釋?zhuān)瑧?yīng)用經(jīng)典粒子理論得到的折射速度不對(duì)。在經(jīng)典波動(dòng)光學(xué)之中能有較好的解釋。在利用近代理論解釋光的折射和反射過(guò)程中，也