反射與折射

反射與折射是當媒質1中的平面電磁波(入射波)投射到兩種媒質(設都為線性、均勻、各向同性)的分界面(設它為無限薄、無限大的平面)時,一部分能量被反射回去,稱為反射波;剩下的能量進入媒質2繼續前進,稱為折射波。

定義

反射與折射是當媒質1中的平面電磁波(入射波)投射到兩種媒質(設都為線性、均勻、各向同性)的分界面(設它為無限薄、無限大的平面)時,一部分能量被反射回去,稱為反射波;剩下的能量進入媒質2繼續前進,稱為折射波。如圖所示,沿kI方向的一束入射被,在媒質1中引起一束沿kR方向的反射波和媒質2中沿kT方向的一束折射波.三者在同一平面上沿著不同方向的三條直線傳播,這三條直線分別稱為人射射線,反射射線和折射射線。三條射線構成的平面稱為入射面,兩種媒質的分界面稱為反射面,入射面是與反射面垂直的。這三條射線與反射面法線的交角分別用θI,θR和θT表示,並分別稱為入射角、反射角和折射角,見圖。反射和折射不改變入射波的頻率。入射波、反射波與折射波反射定律入射角等於反射角。即θI=θR。

折射定律入射角與折射角滿足如下關係:

反射與折射 反射與折射

這就是折射定律,又稱斯奈爾定律。

圖1  入射波、反射波與折射波 圖1 入射波、反射波與折射波

光的反射與折射

2.1光的反射

光的反射:一種光學現象。指光在傳播到不同物質時,在分界面上改變傳播方向又返回原來物質中的現象。光遇到水面、玻璃以及其他許多物體的表面都會發生反射。當光在兩種物質分界面上改變傳播方向又返回原來物質中的現象,叫做光的反射。光的反射分為鏡面反射和漫反射。

2.2光的折射

光的折射:光從一種介質斜射入另一種介質時,傳播方向發生改變,從而使光線在不同介質的交界處發生偏折。

特性:光的折射與光的反射一樣都是發生在兩種介質的交界處,只是反射光返回原介質中,而折射光線則進入到另一種介質中。由於光在在兩種不同的物質里傳播速度不同,故在兩種介質的交界處傳播方向發生變化,這就是光的折射。在折射現象中,光路可逆。

特殊情況:全反射。光由光密(即光在此介質中的折射率大的)媒質射到光疏(即光在此介質中折射率小的)媒質的界面時,全部被反射回原媒質內的現象。光由光密媒質進入光疏媒質時,要離開法線折射,如圖所示。當入射角θ增加到某種情形(圖中的e射線)時,折射線延表面進行,即折射角為90°,該入射角C稱為臨界角。若入射角大於臨界角,則無折射,全部光線均反回光密媒質(如圖f、g射線),此現象稱為全反射。

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