請哪位高人指點一下,光的折射的本質原因是什麼

2021-03-08 17:20:06 字數 2475 閱讀 6582

1樓:滿意請採納喲

光從一種介質中進入到另一種介質中,改變原來的傳播方向,這種現象是光的折射現象。

其發生折射的本質原因是:

光是一種波,在不同的介質中傳播的時候,由於介質組成的粒子不同,對於光的能量的吸收也不一樣,所以造成了光的傳播方向的變化,即發生了折射。

2樓:匿名使用者

光的折射定律是高中物理教學中的內容。光從一種介質中進入到另一種介質中,改變原來的傳播方向,這種現象是光的折射現象,它們之間的規律稱為光的折射定律:入射光線、法線、折射光線在同一個平面,入射光線、折射光線分居在法線的兩側,入射角的正弦跟折射角的正弦之比是一個常量。

如果再問一個問題,光線為什麼會折射,很多老師回答不好,好一點的老師會這樣回答你,由於光在兩種介質中的速度不一樣,光會找一條最好的路徑,達到目的,所需要的時間最短,使自己的壽命最長,由於這樣原因才有折射的。

如果再深入問:為什麼畫成直線,在入射介面上真的是突然改變的嗎,有沒有可能是一個弧線?為什麼從光速大的介質中,進入光速小的介質中,一定是入射角大於折射角,而不是反過來,能回答的人不多了。

光的折射原理

物理學中說明,由於光速在不同介質中的速度不同,才有光走過不同的路線,才有光在介面上發生折射的現象,這是完全正確的。我們先說第一個問題,(1)、光在不同介質中速度不同;(2)、論述光的折射原理。

1、為什麼光在不同的介質中光速不同

由於光子是物質的基本粒子,所有粒子只有不斷與環境相互作用光子,才能體現自己的質量,自己的存在才能有意義,而光線是光子集體、運動的結果,說到運動一定要說速度,我們知道光在真空中的速度是c,是最大的,在其它介質中速度都比在真空中的速度要小,特別是在真空中,光子的運動不需要介質,是依靠自身傳播,這是光波區別機械波的本質原因,事實上。從光子是物質的基本粒子來看,光子也是其它光子資訊吸收光子,發出光子的結果,就是說在真空中沒有分子、原子的存在,一定有光子的組合,這個組合有意義,可以吸收光子,發出光子,這些光子組合是光子存在、運動的介質。

說到光速,一定要說到時間,速度是路程與時間的比值,在真空中,存在光子組合吸收光子,再發出光子的結果,在真空中,光子集合------光的速度是c,單個光子的運動速度,就會大於c,因為吸收光子、發出光子需要時間,會使光速度減慢,這裡分析說明一定存在的光子單個的速度,它要一定大於光子群的速度c,但是單個光子超光速沒有意義,因為一個光子不表達任何資訊,只有光子組合才能表達資訊。

當光子進入到真空以外的其它介質中的時候,由於存在分子、原子、電子等實物粒子,這些粒子在單位時間內吸收光子、發出光子的次數增加了,是相對真空中單位時間吸收、發出光子的次數增加了,才使光子在單位時間內,向前運動的路程減少,速度減慢,換一句話說,光子進入到介質中,單位時間內,與介質粒子作用的次數越多,光速越慢。

通過這個分析可知,不同的介質對不同的頻率的光子的速度不同,通常情況下,頻率越高,波長越短,光子在相同的路程內與介質中的粒子作用光子次數越多,光速越慢,在可見光範圍內,紅光在介質中的光速,在通常情況下,比紫色光的光速要大。但是如果這種介質只發出紅光,也就是單位時間內與紅光頻率相對應的光子作用的機會要多,會出現相反的例子,在這種介質中,紅光的光速會比其它頻率的光速度要慢。同樣如果介質的粒子分佈不是均勻的,就是會存在光速的方向性,也就是在某一個方向上速度要大一些,在另一個方向上速度要小一些,這些都是單位時間內與介質作用光子次數不同的結果。

2、光的折射原理

高中物理,已經學習了光的折射定律,說明人們對光的折射現象研究的很清楚了,為什麼還要再談光的折射原理,這是因為高中的光的折射原理是通過光的波動性研究的,得出結論是光的入射角的正弦與光的折射角的正弦之比,等於光在兩種介質中的光速之比,,本篇內容是從光的粒子性研究光的折射原理,說明光子的吸收與發出遵守粒子的機率布,光的運動路線,也就是光子吸收、發出的最大機率的地方,當然物理學中也認可光是機率波。

由於光的運動路線是光子被吸收,發出的最大機率的地方,那麼光線的方向,就會向著吸收、發出光的可能性多的前進,也就是那個方向吸收這種光子的可能性大,就向這個方向偏折,我們假設光子在真空中,單位時間內被吸收、發出了n次,而在介質中,在相同的時間內被吸收、發出了m次,光子本身的速度不變,並且比光速c要大,由於被吸收發出,運動路程減少,速度減小,那麼,則,當光線以角入射到介面上的時候,由於光子的法線方向吸收光子、發出光子的可能性大,光線應該向著法線方向偏折。

在介質均勻分佈的區域內,光子被吸收、發出的可能性是一樣的,光線是直線傳播,但是介面上不同,光子在真空中,與介質中被吸收、發出的可能性不同,也就是在光子組合數分佈不同的地方,光子集合的運動路線會向著吸收、發出光子的可能性大的地方運動。也就是在光子資訊分佈不均勻的地方,光線會發生彎曲。通常在介面的一個波長內,在幾千個分子距離內,發生彎曲,進入介質以後,光子就認為是均勻介質了,這樣分析是說明,發生光的折射,在介面上畫成折線,只是一種近似,如是嚴格地要求畫出光的折射光路,在折射的介面上應該畫成圓弧線。

3樓:匿名使用者

光折射的本質是:光走的路徑是時間最短的路徑,這是非常奇妙的,光一直在走捷徑

4樓:匿名使用者

因為兩種介質的折射率不同 從折射率小的介質進入折射率大的介質時折射角變大 當入射角大於臨界角時就會發生全反射

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