關于光的折射和反射,有一個眾所周知的惠更斯原理。 它是基于傳播介質的變化而引起波的折射和反射的重要原因。
一、惠更斯原理簡述
惠更斯原理是指球面波面(面源)上的每一點都是二次球面波的子波源,子波的聲速和頻率等于中間波的聲速和頻率海浪。 波前的包絡就是那一刻總漲落的波前。 也就是說,介質中任何一處的波動狀態,都是由各處的波動決定的。
注意兩個定義:任何由具有相同振動狀態的點組成的平面稱為波前,或簡稱為波前。 這些垂直于波面的線代表波的傳播方向,稱為波線。
需要指出的是,波面不一定是一個面,也可以是一簇線。
局限性:光的線性傳播、反射、折射等可以用這個更好的解釋。 而且,它無法解釋繞射現象,會造成逆行波的存在,而逆行波實際上是不存在的。 只能說這是一個直觀的猜想。
就惠更斯原理來說,你知道這么多就夠了。
2.全反射
當光入射到光密介質到光疏介質的界面時,折射角小于入射角,即折射光遠離法線。 當入射角減小到一定程度時,折射光消失,全部反射回原介質內部的現象稱為全反射。
當入射角θ減小到一定情況時,折射線沿表面延伸,即折射角為90°,入射角C稱為臨界角。 當光從介質進入空氣(真空)時,全反射的臨界角C與介質的折射率n之間的定量關系為:sinC=1/n 從這個關系式可以看出,折射率越大介質的折射率越大,全反射的臨界角越小。
關于全反射,我們需要把握兩點。
一是只有當光從光密介質射入光疏介質時才會形成。
二是水底或玻璃杯中的氣泡,看起來很亮,因為光線從水或玻璃射到氣泡上時,部分光線在界面上發生全反射。
三是光纖的原理也是光在玻璃中全反射。 在一些光纖估算問題中,常常間接使用光程這個數學量。 雖然光程可以理解為光在真空中同一時間所經過的距離。 在數值上,光程等于介質的折射率除以光在介質中傳播的距離。 我們假設光在真空中傳播的距離為 t光的反射折射圖片光的反射折射圖片,即 S=ct,在折射率為 n 的介質中傳播的距離為 s=vt,且 n=c/v。 所以 S=cs/v=ns。 記住這個推論,你會更容易處理一些問題。
如果從玻璃到空氣的入射角小于臨界角,光將被全反射,因此光在玻璃棒中沿曲折路徑傳播。 這就是光纖光導的原理。 1966年,33歲的亞裔科學家高功博士提出了一個理論:半徑只有幾微米的玻璃纖維可以作為光波導傳輸大量信息。
三、加一點
反射和折射不能用粒子性質來解釋,應用經典粒子理論得到的折射率是不同的。 用經典的波動光學可以更好地解釋它。 你只需要明白。
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