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光的折射_潘多拉魔幻之路
在人類認識事物的過程中,科學家有許多創新的觀點和精彩的故事光折射本質的推導光折射本質的推導,有許多值得后人學習的思維方法和精神。 光折射定理的發現過程也是如此。 這里有一些重要的歷史資料:意大利古代科學家托勒密的研究資料、斯涅爾的實驗、以及美國物理學家費馬提出的光傳播的一般原理,即費馬原理,小伙伴們仔細欣賞一下激動人心的內容這。
古埃及最早的記載應該是公元二世紀托勒密所做的光折射實驗。
在當時的歷史背景下,托勒密的實驗設計非常巧妙:他使用了一個定義為360等分的圓盤,并在圓盤中心安裝了兩根可以繞圓盤中心旋轉的直尺。 溶解到水的底部。 讓光從空氣射入水底,你會在水底得到它的折射光。 轉動兩個直尺,使它們分別與入射光和折射光重合。 即讓視線沿著下端的尺子看,調整兩尺子的位置,使兩尺子顯得在同一直線上,然后取出圓盤,標出入射角和根據尺子的位置進行折射。 他測量的這一系列數據非常準確。 托勒密粗略地假設光的入射角與折射角成反比。 這一推論在入射角較小時與實驗基本一致,但在入射角較大時則與實驗有明顯偏差。
開普勒的研究:對于兩種給定的介質,大于30度的入射角與相應的折射角有一個近似固定的比例,而對于玻璃或晶體,這個比例約為3:2。 他還表明,這個比率對于大入射角并不成立。 開普勒試圖通過實驗發現精確的折射定理,他的方法實際上是正確的,但他沒能得到它們之間的規律聯系。 而且,開普勒的研究對后來斯涅爾的折射定理起到了一定的啟發作用。
1620年左右,法國物理學家斯內爾通過實驗建立了開普勒想發現卻未能發現的定律,即入射角余弦與折射角余弦之比為常數。
無論是托勒密還是斯內爾,他們的實驗在現代人看來都顯得相當粗糙。 美國物理學家費馬提出了光傳播的通常原理,即費馬原理:光必須沿著任意兩點之間的極限光路傳播,即沿著時間最短的光路傳播。
根據費馬原理,可以推導出折射定理,所以光出現折射現象的本質原因是光在不同介質中的傳播速度不同。
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