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初中物理光的折射公式推导考点

2024-12-20 18:42:54综合其它854
  • 光的折射公式推导

光的折射公式推导有以下几种:vfX物理好资源网(原物理ok网)

1. 斯涅尔折射定律:n1sinθ1 = n2sinθ2,其中n1和n2是两种介质的折射率,θ1是入射光线和界面法线的夹角,θ2是折射光线和界面法线的夹角。vfX物理好资源网(原物理ok网)

2. 菲涅尔公式:Δv/v = kΔd/d,其中Δv是波长变化,v是波速,k是介质的折射率,Δd是入射点处介质和基底的厚度变化。这个公式适用于在介质中有一个点光源的情况,可以推导出菲涅尔反射率公式。vfX物理好资源网(原物理ok网)

3. 波恩公式:n = \frac{sin\theta_2}{sin\theta_1} = \frac{n_2-1}{n_1-1},其中折射率n是一个介质的属性,与入射角无关。这个公式适用于任何入射角的情况。vfX物理好资源网(原物理ok网)

以上就是几种光的折射公式推导方法,其中菲涅尔公式和波恩公式在光学实验和计算中应用比较广泛。需要注意的是,折射率是一个介质的属性,与光的波长、频率、入射角度等因素有关。不同的介质有不同的折射率,因此折射现象在实际应用中也有很多应用。vfX物理好资源网(原物理ok网)


相关例题:

假设光线从介质1(空气)射入介质2(水),入射角为i,折射角为r。我们可以使用几何关系来推导折射公式。vfX物理好资源网(原物理ok网)

首先,在介质1中,光线可以表示为:s1 = x1 + v1t1,其中x1是空间坐标,v1是介质1中的光速。vfX物理好资源网(原物理ok网)

接着,当光线进入介质2时,由于折射,光线将改变方向并移动到新的路径s2 = x2 + v2t2。在这里,x2是新的空间坐标,v2是介质2中的光速。vfX物理好资源网(原物理ok网)

由于光线在两个介质之间的传播速度不同,因此光线将改变方向。我们可以使用几何关系来推导折射角r与入射角i之间的关系。vfX物理好资源网(原物理ok网)

在介质1中,光线与x轴的夹角为i,因此光线在介质2中的路径s2与x轴的夹角为r+i。由于光线在介质2中沿直线传播,因此有s2 = x2 + v2t2 = x2 + v2(t2/v2),其中t2是时间。vfX物理好资源网(原物理ok网)

将上述两个方程结合起来,我们可以得到:x1 + v1t1 = x2 + v2(t2/v2) + v2t2。这个方程可以简化为n = v2/v1,其中n是介质的折射率。vfX物理好资源网(原物理ok网)

因此,斯涅尔折射定律可以表示为:sin i = n sin r,其中n是介质的折射率,i是入射角,r是折射角。这个公式可以用于计算光线在不同介质之间的折射行为。vfX物理好资源网(原物理ok网)


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