第五節(jié) 光的折射及其定律
1.光的折射的定義
1.1光折射的定義：當(dāng)光從一種介質(zhì)傾斜入射到另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這些現(xiàn)象稱(chēng)為光折射；
1.2 光的反射和折射在兩種不同的透明物質(zhì)中同時(shí)發(fā)生：當(dāng)光從一種透明物質(zhì)射入另一種透明物質(zhì)時(shí)，光的傳播方向在兩種物質(zhì)的界面上會(huì)發(fā)生變化。 一部分光被反射，另一部分光進(jìn)入另一種材料并發(fā)生折射；
1.3 注意：
1.3.1 當(dāng)光從一種透明物質(zhì)射入另一種透明物質(zhì)時(shí)，在界面處形成折射；
1.3.2 由于光在兩種物質(zhì)中傳播，傳播速度不同；
1.3.3 當(dāng)折射發(fā)生時(shí)，反射也必須同時(shí)發(fā)生。
2、光的折射定律：光發(fā)生折射時(shí)，折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分別位于法線之外。 具體來(lái)說(shuō)，可以分為以下三種情況：
2.1 當(dāng)光從光速較高的透明介質(zhì)斜入射到光速較低的透明物質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角，如右圖所示；
?2.2當(dāng)光從光速較低的透明物質(zhì)斜入射到光速較高的透明介質(zhì)中時(shí)，折射角小于入射角，如右圖所示；
?2.3 當(dāng)入射角等于0°時(shí)，折射角也為0°，如右圖所示。
?2.4 在光的折射中，折射的光路也是可逆的。
3.光的折射現(xiàn)象的解釋
3.1 光的折射可以引起許多光學(xué)現(xiàn)象，例如：
3.1.1 水看起來(lái)比實(shí)際淺，
3.1.2 斜插入底部的牙簽一半彎曲，
3.1.3 魚(yú)缸里的魚(yú)看起來(lái)更大了大氣層讓太陽(yáng)光折射的原因，
3.1.4 海市蜃樓等
3.2 要解釋這種現(xiàn)象，首先要知道，你看到的并不是實(shí)際的物體，而是物體折射后形成的真實(shí)圖像。
3.3 人眼之所以看到物體的實(shí)像，是因?yàn)檎凵涔猓ɑ蚍瓷涔猓┻M(jìn)入人耳，而人眼總感覺(jué)光線沿直線傳播，使人感覺(jué)到反射折射光（或反射光）的延長(zhǎng)線上看到實(shí)像。
4. 展開(kāi)：大氣中折射現(xiàn)象的例子
4.1 星光閃爍：在晴朗的夜晚，我們會(huì)看到星星閃爍，這些現(xiàn)象是星光受到大氣折射造成的。 由于重力的影響，月球周?chē)髿獾拿芏入S著高度的變化而變化。 另外，由于氣候的變化，各部分的大氣也在不斷地變化。 有時(shí)更密，密度更高； 因?yàn)榇髿鈱拥幕蝿?dòng)導(dǎo)致空氣的折射率不斷變化，所以當(dāng)我們看某顆星星時(shí)大氣層讓太陽(yáng)光折射的原因，星光穿過(guò)大氣層進(jìn)入耳朵，所以我們看到了星光。 后來(lái)，由于大氣層的晃動(dòng)，空氣的折射率發(fā)生了變化，星光傳輸?shù)穆窂揭舶l(fā)生了變化。 這時(shí)，星光到達(dá)了另一個(gè)地方，我們站在原來(lái)的地方就看不到它的光了，出現(xiàn)了閃爍。 。 大氣晃動(dòng)是持續(xù)存在的，并且與氣候密切相關(guān)。 一般情況下，大氣的晃動(dòng)會(huì)顯著改變大氣的折射率，閃爍的時(shí)間為1-4s。 因此，當(dāng)我們仰望星空時(shí)，聽(tīng)到的星光都是閃爍的。
4.2 海市蜃樓
4.2.1 海市蜃樓錯(cuò)覺(jué)和定義：
①夏季，在平坦無(wú)風(fēng)的水面上眺望遠(yuǎn)方，有時(shí)可以看到遠(yuǎn)方的天空中出現(xiàn)山、船、塔、亭、市、廟等。
②古人不明白這些景象形成的原因，認(rèn)為是龍?jiān)诤Ｖ泻舫龅目諝猓春Ｊ序讟牵┬纬傻模园堰@些現(xiàn)象稱(chēng)為“海市蜃樓”，也叫海市蜃樓。
4.2.2 海市蜃樓有兩種類(lèi)型：
①發(fā)生在海平面上的海市蜃樓：夏季，海平面上層空氣距離海面較近，溫度較下層低，密度較下層大。 由水平空氣層組成。 當(dāng)遠(yuǎn)處的山、船、房屋等的光線射到空中時(shí)，就會(huì)像水底的光線射到空中一樣發(fā)生偏轉(zhuǎn)，折射的光線與正常的光線越來(lái)越遠(yuǎn)，所以低層空氣的入射角是不斷減小的，所以最后會(huì)發(fā)生全反射，光線會(huì)被反射回地面上人的眼睛。 您看到的圖像懸掛在半空中。 如圖所示，
②海市蜃樓發(fā)生在沙漠中：夏季，當(dāng)陽(yáng)光照射在沙子上時(shí)，靠近沙面的熱空氣層比下面的空氣層密度要小。 遠(yuǎn)處物體的光照射到地面，就像光從水底照射到空中一樣，會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，折射的光會(huì)離法線越來(lái)越遠(yuǎn)，而高空的折射角也會(huì)不斷增大。減少，也可能會(huì)發(fā)生全反射，這種光會(huì)射入地面上人的眼睛，人們逆著反射光看就會(huì)看到遠(yuǎn)處物體的倒影，如圖所示，因?yàn)楸惶?yáng)加熱的空氣層不太穩(wěn)定，全反射光有時(shí)會(huì)閃爍，人們看到的就像是從海里反射出來(lái)的。 沙漠里的人們常常覺(jué)得前方有水源，就奔向它，但結(jié)果卻總是遙不可及。
③ 炎熱夏季的柏油路上，紅色吸光較多，升溫較快。 靠近熱橋表面的空氣層與靠近熱砂表面的空氣層相同。 上層比下層致密。 物體的光線打在橋面上也可能會(huì)發(fā)生全反射，所以從遠(yuǎn)處看，橋面變得更加明亮光滑，橋面上似乎有一個(gè)池塘，但當(dāng)你走進(jìn)去時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，原本以為是池塘的地方現(xiàn)在已經(jīng)干涸了。 這也是海市蜃樓。