光線折射

光線折射

目的

觀察光經過不同介質界面時的折射現象。

 

實驗

實驗裝置:雷射,具角度刻度的半圓形透明水槽。

1.將雷射光從空氣中打入裝水的半圓形水槽,改變入射角,觀察光線入射與折射的角度變化。

 

 

2.將雷射光從下方圓形水槽入射,改變入射角,觀察光線入射與折射的角度變化。

3.更換不同液體裝入槽中,觀察實驗結果。

 

原理思考

光經過不同介質界面時為何會折射?

光的方向由折射率大的介質進入折射率小的介質會偏向界面,入射角度夠大的話,折射角將等於90度,此入射角即發生全反射的臨界角,此時能量如何傳遞?

 

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光在不同介質中行進的速度不同,在頻率相同的條件下,波長因而不同。斜向入射時角度偏折將保持波在界面上的相位相同。

除了反射波外,折射能量將沿著界面傳遞,在界面兩邊呈指數衰減,即所謂表面波(surface wave)。

 

討論

1.光經過不同介質界面折射時也有反射發生嗎?

2.光由折射率大的介質進入折射率小的介質,若入射角比發生全反射的臨界角還大時,能量如何傳遞?

3.討論光纖傳輸原理。

4.折射的路徑是光走最短路徑嗎?物理如何解釋?

 

關於實驗

雷射筆可做光源。

 

參考資料

普通物理教科書

 

指導老師
陳泰利

 

撰稿
 陳泰利