光学的自然现象

1、光学的自然现象日食1初亏、食既、食甚、生光、复圆初亏、食既、食甚、生光、复圆 日日 食食 形形 成成 示示 意意 图图月食地点：美国俄勒冈州地点：美国俄勒冈州SiskiyouSiskiyou山脉山脉 作者：肖恩作者：肖恩巴格肖巴格肖 月月 食食 形形 成成 示示 意意 图图奥奥 运运 圣圣 火火 采采 集集凹面镜凹面镜12345平行光经凹面镜反射后会聚于一点平行光经凹面镜反射后会聚于一点凸面镜凸面镜123F平行光线经凸面镜反射后，其反向延长线交于一点。平行光线经凸面镜反射后，其反向延长线交于一点。折射空气（ ）水（ ）法线iir1u2u折射定律：折射定律：21sinsinuuri设真空中的光速

2、为设真空中的光速为 ，c而介质中的光速为而介质中的光速为 。u定义介质的折射率定义介质的折射率ucn 12sinsinnnri铅笔弯了12sinsinnnri对于两种介质而言，折对于两种介质而言，折射率较大的介质称为光射率较大的介质称为光密介质，折射率较小的密介质，折射率较小的介质称为光疏介质；对介质称为光疏介质；对于水和空气而言，水是于水和空气而言，水是光密介质，空气是光疏光密介质，空气是光疏介质。由折射定律，光介质。由折射定律，光由水中进入到空气中，由水中进入到空气中，折射角比入射角大。折射角比入射角大。折射定律：折射定律：池塘里的鱼看到岸边的树，是高于实际高度还是低于实际高度呢？光从空气

3、进入到水光从空气进入到水中时，折射角小于中时，折射角小于入射角。本来是入射角。本来是A A点发出的光线，在点发出的光线，在水中会误以为是从水中会误以为是从AA发出的。发出的。全反射全反射由折射定律可知，当由折射定律可知，当光从光密介质入射到光疏介质光从光密介质入射到光疏介质的的界面上时，进入到光疏介质的折射光线远离法线，即界面上时，进入到光疏介质的折射光线远离法线，即折射角大于入射角。当入射角等于某一临界角折射角大于入射角。当入射角等于某一临界角 时，时，折射角刚好等于折射角刚好等于 ；而；而当入射角大于临界角时当入射角大于临界角时，入射，入射光线在界面上将发生全反射。光线在界面上将发生全反射

4、。crii2临界角满足条件：临界角满足条件：122sinsinnnicrin2n1crii221nn 12sinnnicri海市蜃楼海市蜃楼夏天，海面上的空气密度逐渐减小，海面上空气的折射率也逐渐减夏天，海面上的空气密度逐渐减小，海面上空气的折射率也逐渐减小。如图所示，当光进入到存在折射率梯度的空气层时，要发生偏小。如图所示，当光进入到存在折射率梯度的空气层时，要发生偏转，从下层空气进入到上层空气时折射角不断增加，一旦增大到超转，从下层空气进入到上层空气时折射角不断增加，一旦增大到超过某两层空气的临界角时，就会发生全反射，进而继续向下弯折。过某两层空气的临界角时，就会发生全反射，进而继续向下弯

5、折。在在A A处观察会看到倒立的像，而在处观察会看到倒立的像，而在B B处观察会看到正立的像。处观察会看到正立的像。光的色散白光是由不同颜色的光混合而成的，虽然不同颜色的光在白光是由不同颜色的光混合而成的，虽然不同颜色的光在真空中的传播速度相同，但是它们在介质中的传播速度不真空中的传播速度相同，但是它们在介质中的传播速度不同，即折射率不同，因而一束白光通过三棱镜之后，不同同，即折射率不同，因而一束白光通过三棱镜之后，不同颜色的光会相互分开，颜色顺序如图所示，这表明红光的颜色的光会相互分开，颜色顺序如图所示，这表明红光的折射率小，而紫光的折射率大。折射率小，而紫光的折射率大。彩虹的形成彩虹的形成

6、一个水滴一束单色入射光一个水滴一束白光入射不同高度的水滴呈现不同的颜色当白光照射到厚度不均匀的薄膜时，不同厚度的地方会使当白光照射到厚度不均匀的薄膜时，不同厚度的地方会使得不同颜色的光会被干涉加强，故而不同厚度的地方会呈得不同颜色的光会被干涉加强，故而不同厚度的地方会呈现不同的颜色。（最右侧是用红光照射到结果）现不同的颜色。（最右侧是用红光照射到结果）薄膜干涉作业1 1、在什么条件下可以发生全反射、在什么条件下可以发生全反射。 A A一束太阳光经过三棱镜之后，其后面的屏上会一束太阳光经过三棱镜之后，其后面的屏上会 出现鲜艳绚丽的色彩。出现鲜艳绚丽的色彩。 B B在太阳光的照射下，水面上的油膜会呈现色彩在太阳光的照射下，水面上的油膜会呈现色彩 绚丽的彩色条纹。绚丽的彩色条纹。 C C雨过天晴后，背对太阳有时会看到天空出现美雨过天晴后，背对太阳有时会看到天空出现美 丽的彩虹。丽的彩虹。