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反射和折射

Overview

资料来源:德里克 · 威尔逊Asantha 库雷博士,物理系 & 天文,物理科学学院,加利福尼亚大学,加利福尼亚州欧文市

光的传播速度不同,根据通过的它传播的材料。当光从一种材料到另一个时,它会减慢或加快。为了节省能量和动量、 光必须改变,它传播的方向。这光线弯曲的被称为折射。光的部分也反映在这两种材料之间的接口。在特殊情况下,一束光都能折射那么尖锐在一个接口,它实际上完全反映到它来自的中期。

镜片使利用折射原理。镜头来带有不同的曲率的两个品种: 凸透镜和凹透镜。凸透镜聚焦光往往用于,但也可以用于创建对象的放大的图像。当凸透镜使光线来自对象出现分歧,人眼法官光是来自一些点,光原产的实际对象后面的对象。在这种情况下,对象的图像会被放大。这种类型的图像被称为一个虚拟映像。凹透镜也会导致光线分化并创建虚拟映像,虽然将 demagnified 的图像。

这个实验室将展示折射的基本规律,并将检查在其中镜片创建图像的方式。

Procedure

1.确定使用斯奈尔定律 (折射定律) 的水的折射率和寻找全反射临界角。

  1. 获取与光源的专门的折射坦克。
  2. 折射把水槽装满水,打开光源。直接从光源束入罐装满了水的一半。它可能需要昏暗的房间里的灯。
  3. 使用上折射坦克量角器测量光束的入射角 (测量油箱装满了水,上半年的角度) 和上的折射角 (在充满空气的坦克半测量的角度) 的水箱中的水-空气界面。
  4. 用于空气测量的角度和折射率 (n空气= 1.00) 来计算水的折射指数。
  5. 对几个入射角从 0 °,只是重复前面的步骤在 90 ° 之下。
  6. 随着入射角的增加,人会注意到,折射的光束不再可见上半年的包含空气的容器。直到到达的点在这束光首先消失从空中慢慢旋转光源关于坦克。这是为内部全反射临界角。
  7. 如果进一步旋转光源,它应该被观察光束反射回的水。
  8. 移动光源,使梁进入坦克充满空气首先在旅行到水的一半。记录几个的入射角和折射在此条件下。请注意说,以前,入射角是光线穿过水的角度。因为光现在会通过空气首先,新的入射角是

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Results

斯奈尔定律支配的光会弯时过境两媒体之间的角度。在表 1中给出了测量的入射光和水-空气界面上的折射的角。下面,给使用斯奈尔定律的水的折射指数的样本计算所示为入射角等于 30.1 ° 光从水到空气:

Equation 4

Equation 5

Equation 6

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Application and Summary

这个实验室探索物理的折射和镜头。斯奈尔定律用来测量使用的事件和折射的角度的测量水的折射指数。也有人在水-空气界面全内反射的现象。结果表明,凹透镜可以集中光线还创建虚拟图像,允许他们作为放大设备。

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