折射率
高中物理光学有两大部分构成,一部分是几何光学,另一部分是物理光学。前者研究的是光的传播,后者研究的是光的本性。在探究几何光学中,折射率是最重要的一个概念(没有之一)。
折射率的定义
光从真空射入介质发生折射时,入射角α的正弦值与折射角β正弦值的比值(sinα/sinβ)为一固定数值,叫做该介质的“绝对折射率”,简称“折射率”。
折射率我们用符号n来表示。
即n=sinα/sinβ;其中α是光从真空射入介质发生折射时的入射角,β为折射角。
需要注意的是,α永远大于β,因此折射率n永远大于1;
折射率的另外两个公式
(1)n=c/v;
c指的是光在真空中的速度,v指的是光在该介质中的速度。
(2)n=1/sinC;
C指的是该介质的临界角。
测定玻璃砖折射率的实验
测定玻璃砖折射率的光路图如图所示。
具体的操作步骤见教材内容。
从B点用肉眼观测P4,让P4将P1、P2、P3全部挡住,即形成A-O-O’-B的光路图。
我们需要测定入射角与折射角,带入定义式即可求解折射率n;
另外的一种求解折射率数值方法
如下图所示,以O1为圆心,做一个适当的圆,与光线相较于P1与Q。过P1与Q做与玻璃砖平行的线,与法线相较于N和N'两点。
连接P1N与QN',从几何关系,不难看出,n=sinα/sinβ=P1N/QN';这种方法不用量角度,也不用查表计算,精度也能够保证。