折射是光(或任何电磁波)在射入另一种介质时 "改变传播方向" 的现象。
当电磁波射入一个不同的介质时,它的速度会改变。并且,因为频率并不改变,所以波长一定要改变。
这使得波改变其传播方向(除了当波直射进介质时):
留意在脉冲之间的距离改变了,但脉冲的频率没有改变。
注意:"直接向前"的方向叫法线。
法线与介质的表面成直角。
射入密度较大的介质
射入密度较大的介质时,传播方向角度向法线弯曲。
想象士兵布阵行军:
从平地走到山坡
在一边的士兵先慢下来,
要保持阵型就要改变前进的方向
但如果方向直接(垂直)指向山,方向就不会改变
射入密度较小的介质
射入密度较小的介质时,传播方向角度离开法线弯曲。
这是射入与射出密度较大的介质的情形:
射入密度较大的介质,向法线弯曲
射入密度较小的介质,离开法线弯曲。
因为电磁波回到原来的介质,方向也变回和原来一样!
这是真实景象,光线在塑料块里折射。
塑料比空气密度高,所以进入塑料块时光的方向转向法线,
离开时转离开法线。
由维基百科用户 ajizai 提供
不同形状的介质有奇妙的效果:
光线折射到球的边缘
眼睛用折射来把光线聚焦到眼睛后面:
光线穿过眼球时通过折射聚焦,
投影到眼睛后面的视网膜上。
对光敏感的细胞偵測到光子,
并将其转换为神经上的信号。
影像是倒转的,但这对视觉没有影响!
折射率
真空里的速度与介质里的速度的比称为折射率:
n =cv
其中
n是折射率c是真空里的速度v是介质里的速度
折射率越大,速度越慢!
例子:水的折射率是 1.333
所以光在水里的速度比在真空里慢1.333倍
真空里的速度:300,000千米每秒水里的速度:300,000千米每秒 / 1.333 = 225,000千米每秒
以下是一些折射率的数值:
介质速度
百万米每秒折射率
n
真空3001
冰2281.31
水2251.333
乙醇2201.36
玻璃2051.46
橄榄油2041.47
钻石1232.42
临界角
当入射角等于或大于某