阐述光的折射定律，该定律定义了介质相对于另一种介质的折射率。用数学表达式表示。任何介质“A”相对于介质“B”的折射率与两种介质A和B中光的传播速度有什么关系？当其中一种介质为空气或真空时，这个常数叫什么？玻璃和水相对于真空的折射率分别为3/2和4/3。如果光在玻璃中的速度为2 × 10⁸ m/s，求光在i. 真空ii. 水中的速度。

定义介质相对于另一种介质的折射率的折射定律由称为斯涅耳定律的折射第一定律给出。

折射第一定律

它指出，入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数。这被称为斯涅耳定律。

数学上，可以表示如下

$\frac{sin\ i}{sin\ r} =constant=^a\mu_{b}$.

这里，$^a\mu_{b}$是介质$b$相对于介质$a$的相对折射率。

考虑一条光线从介质$B$传播到介质$A$。设$v_1$为光在介质$A$中的速度，$v_2$为光在介质$B$中的速度。那么，介质$A$相对于介质$B$的折射率由下式给出

$n_{AB} =\frac{v_{2}}{v_{1}}$

如果其中一种介质是真空或空气，则该常数称为该介质的绝对折射率。

设玻璃的绝对折射率，$n_{g} =\frac{3}{2}$

水的绝对折射率，$n_{w} =\frac{4}{3}$

光在玻璃中的速度，$v_{g} =2\times 10^{8} \ m/s$

(i) 真空中的光速，$n_{g} =\frac{c}{n_{g}}$

                                                      $c=n_{g} \times v_{g}$

                                                      $c=\frac{3}{2} \times 2\times 10^{8} \ m/s$

                                                      $c=3\times 10^{8} \ m/s$

(ii) 水中光速，$n_{w} =\frac{c}{v_{w}}$

                                                  $v_{w} =\frac{c}{n_{w}}$

                                                  $v_{w} =\frac{3\times 10^{8} \ m/s}{\frac{4}{3}}$

                                                  $v_{w} =2.25\times 10^{8} \ m/s$

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更新于: 2022年10月10日

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