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2019年北京初三物理相關(guān)知識(shí)點(diǎn)鞏固
光折射要注意事項(xiàng)
光折射中,我們要注意以下幾點(diǎn):
①光能射入某種介質(zhì),則這種介質(zhì)一定是透明的。否則光只會(huì)被反射。
②在兩種介質(zhì)的交界面上,如果是透明的介質(zhì)交界面會(huì)發(fā)生兩種光現(xiàn)象:折射和反射。如果介質(zhì)不是透明的,比如鋼板等等,就只會(huì)發(fā)生“反射”。
③光的傳播方向一般會(huì)發(fā)生變化,但特殊情況下,光垂直入射時(shí),傳播方向?qū)⒉蛔兓,也就是說,折射不一定都“折”。
光的折射本質(zhì)
光是一種電磁波,在傳播過程中有兩個(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,應(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程中,也不能理解為粒子碰撞。實(shí)際上可以理解為部分光子透射、部分光子反射。但是如果想問是哪個(gè)光子反射、哪個(gè)光子折射,實(shí)際上是辦不到的。因?yàn)楣庾又淮黼姶艌?chǎng)能量分布,其出現(xiàn)多少代表了電磁場(chǎng)的能量大小。在光入射到物質(zhì)表面時(shí),部分電磁場(chǎng)能量透射,形成折射光,部分電磁場(chǎng)能量反射,因此在折射和反射方向都能探測(cè)到光子。
常見的光的折射現(xiàn)象
池水變淺;在岸上看水中的物體和在水中看岸上的物體,看到的都是物體的虛像,像的位置比實(shí)際位置高;彩虹;海市蜃樓;斜插入水中的筷子在水面處向上彎折;透過厚玻璃看物體,物體被錯(cuò)位等。
光的折射現(xiàn)象
1、當(dāng)光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí),傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象叫光的折射。
2、當(dāng)光垂直射入另一種介質(zhì)時(shí),其傳播方向不改變。
3、光發(fā)生折射的部位是兩種介質(zhì)的界面處。
光的折射的特殊情況:
全反射
1. 定義: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。
2. 原理:
公式為n=sin90°/sinc=1/sinc
sinc=1/n
(c為臨界角)
當(dāng)光射到兩種介質(zhì)界面,只產(chǎn)生反射而不產(chǎn)生折射的現(xiàn)象.當(dāng)光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí),折射角將大于入射角.當(dāng)入射角增大到某一數(shù)值時(shí),折射角將達(dá)到90°,這時(shí)在光疏介質(zhì)中將不出現(xiàn)折射光線,只要入射角大于或等于上述數(shù)值時(shí),均不再存在折射現(xiàn)象,這就是全反射.所以產(chǎn)生全反全反射全反射射的條件是:①光必須由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì).②入射角必須大于或等于臨界角(C).
所謂光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)是相對(duì)的。兩物質(zhì)相比,折射率較小的,光速在其中較快的,就為光疏介質(zhì);折射率較大的,光速在其中較慢的,就為光密介質(zhì)。例如,水折射率大于空氣,所以相對(duì)于空氣而言,水就是光密介質(zhì),而玻璃的折射率比水大,所以相對(duì)于玻璃而言,水就是光疏介質(zhì)。
臨界角是折射角為90度時(shí)對(duì)應(yīng)的入射角(只有光線從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)且入射角大于臨界角時(shí),才會(huì)發(fā)生全反射)
3. 全反射的應(yīng)用:光導(dǎo)纖維是全反射現(xiàn)象的重要應(yīng)用。蜃景的出現(xiàn),是光在空氣中全反射形成的。
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