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科学知识普及:光的折射原理 
光从一种介质中进入到另一种介质中,改变原来的传播方向,这种现象是光的折射现象,它们之间的规律称为光的折射定律:入射光线、法线、折射光线在同一个平面,入射光线、折射光线分居在法线的两侧,入射角的正弦跟折射角的正弦之比是一个常量。如果再问一个问题,光线为什么会折射,很多老师回答不好,好一点的老师会这样回答你,由于光在两种介质中的速度不一样,光会找一条最好的路径,达到目的,所需要的时间最短,使自己的寿命最长,由于这样原因才有折射的。如果再问:为什么画成直线,在入射界面上真的是突然改变的吗,有没有可能是一个弧线?为什么从光速大的介质中,进入光速小的介质中,一定是入射角大于折射角,而不是反过来,能回答的人不多了。二、光子与光线说到光子,知道的人很多,这是爱因斯坦提出来,很好地解释了光电效应,从而获得了物理界的最高奖------诺贝尔奖。在本篇文章的光子,是全频率的光子,非可见光有非可见光的光子,而光子的运动集合构成了光线,也就是人们通常所说的光,光的入射、反射、折射都是大量光子运动的集体表现。光子一词中有一个“子”,说明体现了粒子性,在爱因斯坦的思想中,光子没有静止质量,但是有运动质量,由于人们找到一个基本粒子后,又会有另一个质量比原来更小的粒子存在,于是,用没有静止质量的光子充当物质的基本粒子,但是存在一个问题,光子本身没有静止质量,由光子构成的物质本身也没有静止质量,而事实却不是这样,自然界的物质都是有静止质量,改变理念,物质的静止质量并不是物质本身固有的,而是物质不断与环境相互作用光子体现的质量。由于这个原因,所有物质只要存在,就要不断与环境相互作用光子,物质停止与环境作用光子,物质将会进入到另一个时空,从这个角度来分析,质量都是物质与环境作用光子体现的,光子是不断被吸收与发射的结果。物质环境中有的地方存在光子的可能性大,有的地方存在光子的可能性小,才出现光的波动性这一说,才有人们所说的光子波粒二像性。由于光、光线是光子群体运动的结果,哪么,入射光、反射光、折射光都是光子,发射、吸收的最大可能性。由于在均匀介质中,物质发射光子的可能性是处处相等的,才有光是直线传播的特性。同样,在非均匀介质中,由于吸收、发出光子的可能性不相同,光子在非均匀介质中,光线发生弯曲的结果。三、光的折射原理物理学中说明,由于光速在不同介质中的速度不同,才有光走过不同的路线,才有光在介面上发生折射的现象,这是完全正确的。我们先说第一个问题,(1)、光在不同介质中速度不同;(2)、论述光的折射原理。1、为什么光在不同的介质中光速不同 由于光子是物质的基本粒子,所有粒子只有不断与环境相互作用光子,才能体现自己的质量,自己的存在才能有意义,而光线是光子集体、运动的结果,说到运动一定要说速度,我们知道光在真空中的速度是C,是最大的,在其它介质中速度都比在真空中的速度要小,特别是在真空中,光子的运动不需要介质,是依靠自身传播,这是光波区别机械波的本质原因,事实上。从光子是物质的基本粒子来看,光子也是其它光子信息吸收光子,发出光子的结果,就是说在真空中没有分子、原子的存在,一定有光子的组合,这个组合有意义,可以吸收光子,发出光子,这些光子组合是光子存在、运动的介质。说到光速,一定要说到时间,速度是路程与时间的比值,在真空中,存在光子组合吸收光子,再发出光子的结果,在真空中,光子集合------光的速度是C,单个光子的运动速度,就会大于C,因为吸收光子、发出光子需要时间,会使光速度减慢,这里分析说明一定存在的光子单个的速度,它要一定大于光子群的速度C,但是单个光子超光速没有意义,因为一个光子不表达任何信息,只有光子组合才能表达信息。当光子进入到真空以外的其它介质中的时候,由于存在分子、原子、电子等实物粒子,这些粒子在单位时间内吸收光子、发出光子的次数增加了,是相对真空中单位时间吸收、发出光子的次数增加了,才使光子在单位时间内,向前运动的路程减少,速度减慢,换一句话说,光子进入到介质中,单位时间内,与介质粒子作用的次数越多,光速越慢。
光由一种介质斜射入另一种介质或在同一种不均匀介质中传播时,方向发生偏折的现象叫做光的折射。例子如:池水变浅钢笔错位插鱼以及铅笔经过水面而断1、折射光线和入射光线分居法线两侧(法线居中)2、折射光线、入射光线、法线在同一平面内。(三线一面)3、当光线从空气斜射入其它介质时,角的性质:折射角小于入射角;(在空气中的角总是大的,注:不能在考试填空题中使用)4、当光线从其他介质射入空气时,折射角大于入射角。(以上两条总结为:谁快谁大。即为光线在哪种物质中传播的速度快,那么不管那是折射角还是入射角都是较大的角)5、在相同的条件下,入射角越大(越小),折射角越大(越小)。6、折射光线与法线的夹角,叫折射角。PS:1、光线垂直入射时,折射光线、法线和入射光线在同一直线上。传播方向不变,但光的传播的速度改变。2、在光的折射中,光路是可逆性的。3、不同介质对光的折射本领是不同的。空气>水>玻璃(折射角度){介质密度密的角度小于介质密度稀的角度}4、光从一种透明均匀物质斜射到另一种透明物质中时,折射的程度与后者分析的折射率有关。5、光从空气斜射入水中或其他介质时,折射光线向法线方向偏折。6、光垂直射向介质表面时,传播方向不变。全面的信息
当光从一种介质斜射入另一种介质时一般会发生偏折,这种现象叫做光的折射。定理:折射光线,入射光线,法线在同一平面内!折射光线入射光线分居法线两侧当光从空气斜射入其他介质时入射角大于折射角,当从其他介质斜射入空气中时,折射角大于入射角 。简称:空大当入射角为0度时,折射角也为0度。(折射光线,法线和入射光线在同一条直线上)光从空气中斜射入水中或者其他介质中,折射光线向法线偏离。在折射现象中,光路是可逆的。