物理：13.1-光的反射和折射-課件人教版選修

光的反射和折射目錄CONTENTS光的反射光的折射光的全反射光的干涉與衍射光的偏振01光的反射CHAPTER0102光的反射現(xiàn)象反射現(xiàn)象是光特有的性質(zhì)，任何光線在遇到物體表面時(shí)都會(huì)發(fā)生反射。光線在遇到物體表面時(shí)，會(huì)改變傳播方向，回到原介質(zhì)的現(xiàn)象。03反射光線的方向與入射光線的方向相反由于光在反射過(guò)程中傳播方向發(fā)生了改變，所以反射光線與入射光線方向相反。01入射角等于反射角當(dāng)光線在平滑表面發(fā)生反射時(shí)，入射光線、反射光線和法線都位于同一平面內(nèi)，且入射角等于反射角。02反射光線與入射光線分居法線兩側(cè)在反射現(xiàn)象中，反射光線和入射光線分別位于法線的兩側(cè)。光的反射定律當(dāng)光線照射到平滑表面時(shí)，會(huì)以單一方向反射出去，形成耀眼的光斑，如鏡子、光滑的金屬表面等。鏡面反射當(dāng)光線照射到粗糙表面時(shí)，會(huì)向各個(gè)方向均勻反射出去，形成柔和的光線，如紙張、布料等。漫反射鏡面反射和漫反射02光的折射CHAPTER當(dāng)光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，由于速度的改變，光線的傳播方向會(huì)發(fā)生改變。折射現(xiàn)象折射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)折射現(xiàn)象的應(yīng)用折射現(xiàn)象早在文藝復(fù)興時(shí)期就被發(fā)現(xiàn)并研究。在光學(xué)儀器、攝影、電影、電視等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。030201光的折射現(xiàn)象

光的折射定律入射角與折射角的關(guān)系當(dāng)光線從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，入射角與折射角之間存在一定的關(guān)系。折射定律的表述折射光線、入射光線和法線都位于同一平面內(nèi)，且折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)。折射定律的推導(dǎo)通過(guò)實(shí)驗(yàn)和觀察，可以推導(dǎo)出折射定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。折射率是描述介質(zhì)對(duì)光線折射能力的一個(gè)物理量，其值取決于介質(zhì)的性質(zhì)。折射率的概念由于不同顏色的光具有不同的折射率，當(dāng)白光通過(guò)棱鏡時(shí)，會(huì)被分解成不同顏色的光譜。色散現(xiàn)象色散是由于介質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光線的折射率不同所導(dǎo)致的。色散的原理折射率與色散03光的全反射CHAPTER

全反射現(xiàn)象當(dāng)光線從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，如果入射角大于或等于臨界角，則光線全部被反射回原介質(zhì)，而沒(méi)有折射光線進(jìn)入光疏介質(zhì)的現(xiàn)象。全反射現(xiàn)象中，反射光的光強(qiáng)比入射光強(qiáng)，這是因?yàn)橐徊糠止庠诮缑嫔限D(zhuǎn)化為內(nèi)反射光，其能量被介質(zhì)吸收。全反射現(xiàn)象在光學(xué)、通信、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。臨界角是發(fā)生全反射的最低入射角，它由介質(zhì)的光學(xué)常數(shù)決定。當(dāng)入射角大于或等于臨界角時(shí)，光線在界面上發(fā)生全反射，沒(méi)有折射光線進(jìn)入光疏介質(zhì)。全反射的條件是入射角大于或等于臨界角，介質(zhì)光密，且入射光為單色光。臨界角與全反射的條件光導(dǎo)纖維是一種利用全反射原理傳輸光的介質(zhì)，由透明材料制成的細(xì)長(zhǎng)圓柱體。光導(dǎo)纖維在通信、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，如光纖通信、內(nèi)窺鏡、夜視儀等。光導(dǎo)纖維傳輸光的損耗與傳輸光的波長(zhǎng)、光纖長(zhǎng)度和光纖彎曲程度有關(guān)。光導(dǎo)纖維及其應(yīng)用04光的干涉與衍射CHAPTER當(dāng)兩束或多束相干光波在空間某一點(diǎn)疊加時(shí)，光波的振幅會(huì)因相位差的變化而產(chǎn)生加強(qiáng)或減弱的現(xiàn)象。干涉現(xiàn)象定義相干光波、穩(wěn)定的相位差、相同或不同的波長(zhǎng)。干涉條件明暗相間的條紋、等間距或等寬度的條紋。干涉圖樣特點(diǎn)光的干涉現(xiàn)象衍射條件障礙物尺寸與光波波長(zhǎng)相當(dāng)或更小、單色光波。衍射現(xiàn)象定義光波在傳播過(guò)程中遇到障礙物時(shí)，會(huì)繞過(guò)障礙物的邊緣繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。衍射圖樣特點(diǎn)明暗相間的條紋、條紋間距與波長(zhǎng)成正比。光的衍射現(xiàn)象光是一種電磁波，具有波動(dòng)性。光波的振動(dòng)方向與傳播方向垂直，遵循波動(dòng)方程。光波的能量隨頻率的增加而增加，與波長(zhǎng)成反比。光的波動(dòng)性05光的偏振CHAPTER光波在傳播過(guò)程中，其電矢量或磁矢量在某一特定方向上的振動(dòng)。在垂直于傳播方向上，光波的電矢量或磁矢量只沿某一特定方向振動(dòng)的光波。偏振現(xiàn)象與偏振光偏振光偏振現(xiàn)象起偏當(dāng)自然光通過(guò)偏振片時(shí)，光波的電矢量或磁矢量在某一特定方向上被選擇，從而產(chǎn)生偏振光。檢偏通過(guò)檢偏器檢測(cè)偏振光的存在以及其偏振狀態(tài)。偏振片的起偏與檢偏當(dāng)光通