视频字幕
光的折射定律,又称斯涅尔定律,描述了光从一种透明介质斜射入另一种透明介质时传播方向发生偏折的规律。当光线从空气射入玻璃等光密介质时,会向法线方向偏折。
斯涅尔定律的数学表达式为:n₁乘以sin θ₁等于n₂乘以sin θ₂。其中n₁和n₂分别是两种介质的折射率,θ₁是入射角,θ₂是折射角。这个公式揭示了光线在不同介质中传播时角度变化的定量关系。
折射现象有两种基本情况。当光从光疏介质射入光密介质时,比如从空气射入玻璃,光线会向法线方向偏折,折射角小于入射角。相反,当光从光密介质射入光疏介质时,光线会远离法线偏折,折射角大于入射角。
让我们通过一个具体例子来计算折射角。光从空气射入玻璃,入射角为30度,空气折射率为1.0,玻璃折射率为1.5。根据斯涅尔定律,1.0乘以sin30度等于1.5乘以sin θ₂,计算得出sin θ₂等于0.333,因此折射角θ₂约为19.5度。
折射定律在现代科技中有广泛应用。透镜设计利用折射原理使光线聚焦或发散,这是显微镜、望远镜等光学仪器的基础。光纤通信利用全反射传输信息,眼镜通过折射矫正视力,棱镜利用折射分解白光。折射定律是几何光学的基础,为现代光学技术提供了重要的理论支撑。