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光的折射是一个重要的光学现象。当光从空气斜射入水中时,由于两种介质的折射率不同,光的传播方向会发生偏折。入射角θ1大于折射角θ2,光线向法线方向弯曲。
折射现象遵循斯涅尔定律,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。当光从空气进入水中时,由于水的折射率大于空气,折射角小于入射角。
让我们通过动态演示来观察折射规律。当光从空气射入水中时,随着入射角的变化,我们可以看到折射角始终小于入射角,光线向法线方向偏折。这验证了由疏入密介质时的折射规律。
折射现象在日常生活中随处可见。最常见的例子是水中的筷子看起来弯折了,这是因为光从水中射向空气时发生折射,使我们看到的筷子位置与实际位置不同。类似地,游泳池看起来比实际更浅,透镜能聚焦光线,彩虹的形成也都与光的折射有关。
折射原理在现代科技中有广泛应用。眼镜利用透镜折射矫正视力,显微镜通过多层透镜放大微小物体,光纤通信利用全反射传输信息,相机镜头运用折射原理成像。凸透镜能将平行光线聚焦到焦点,这一特性被广泛应用于各种光学设备中,推动了现代光学技术的发展。