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反射和折射

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光反映和传播以不同的速度和方向,或折射,根据材料通过,它传播,导致很多有趣的光学现象。

当一束光打玻璃块的表面时,它的一部分改变方向界面将返回到介质源自;这是反射。其余的光线改变它的方向在界面并穿过块的玻璃,以节约能量和动量;这是折射。

镜片在光学系统像显微镜可以使中找到使用的反射和折射创建可以通过人眼感知的图像。

在这里,我们将首先讨论的原则和参数的反射和折射。然后我们将在一个系统的空气和水都是这两种媒体展示这些现象。接下来,我们将研究在其中镜片创建图像,其次是光学领域中的几个应用的方法。

要理解的原则和参数的反射和折射,让我们拿两个媒体-水和空气。

要注意的第一关键参数是"折射指数"、 n-特点通过光介质传播。它被定义为光在真空中,'c',在介质中,光速的速度比值 'v'。N的空气是比水低,光在水与空气相比更慢传播。

现在让我们假设两种介质,水和空气,沿界面是相互接触。

现在当光从水前往空气和点击率反映了接口,其中一些是在界面上,和,其余是折射或弯曲的角度,取决于两种介质的折射率。反射和折射,也是依赖于另一个参数-入射角或 θi。

这是对第一种介质,水里面的空气-水界面入射光和正常之间的角度。反射角之间的反射的光和正常人一样里面第一种介质,水,测量和等于入射角。但 '上的折射角' 或 θr 则是第二种介质,空气中的空气-水界面折射的光和正常之间的角度。

因此上的折射角是依赖于入射角和两种介质的折射率。折射定律或斯奈尔定律提供所有这些参数之间的关系。

现在,如果入射角缓慢增加,在一个点的光会出现沿水-空气界面,和上的折射角等于 90 度。此入射角称为临界角。请注意,是否第一种介质的折射率大于第二个下,它只可以。

在这相同的条件下,如果入射角的增加进一步,然后这束光折射急剧,它实际上完全反映回光源自于第一种介质。这种现象称为全内反射。

在审查了影响反射和折射的参数,让我们看看如何在物理实验室里验证这些原则进行实验。收集所有必要的材料和设备,包括专门的折射坦克一束光。

填充一个折射坦克用水的一半。打开光束,光束到一半罐装满了水。

用量角器,测量光束的入射角或光束和对空气-水界面正常之间水中测量的角度。此外,测量上的折射角或光束与空气-水界面到正常空气中测量的角度

现在,随着入射角的增加,因此到达了一个点的光束沿着空气-水界面显示。记下此入射角,因为它是为内部全反射临界角。

下一步,继续增加入射角旋转逆时针的光源。现在折射的光束完全获取反映入水展示全内反射。

随后,移动光源,使梁旅行入水前先进入空气半罐。对于不同的入射角的新光束路径重复议定书 》,并记录相应的折射角。

现在让我们来谈谈镜片,利用反射和光打造真正的折射和虚拟图像的对象。所有的镜头,无论凸或凹,有一个焦距 'f',这是从透镜将通过透镜后集中光线来自无限远的距离。凸透镜 f 是积极和凹透镜 f 是消极。

当一个对象被放在镜头前时,它创建图像。'薄透镜方程',提供了 'f' 的焦距、 对象和镜头之间的距离之间的数学关系 ' o 型,和镜头和图像之间的距离 '我'。

它是这个告诉我们是否由镜头图像是真实的或虚拟的数学图像距离 'i'。如果数学计算 '我' 是积极然后形成的图像将真实的并且如果它是负面的图像将虚拟。

对一个凸透镜,当对象距离 ' 奥是大于焦距 'f',数学上计算出的图像距离 '我' 将会积极和形成真实的图像。这是由于光线来自像照相机或显微镜所获取的图像对象的物理收敛。

然而,当对象距离 ' 奥是焦距长度小于 'f',数学上计算出的图像距离 'i' 是消极和形成一个虚拟映像。这是起源的因为光线似乎收敛,但实际上身体上出现分歧,和我们的眼睛为他们构建点。这是在一个放大镜,在那里形成了虚拟图像放大的情况下观察到。

凹透镜,来自物体的光线通过镜头和总是出现分歧。因此,计算出 '我',总是负的创建的图像始终是虚拟。

在本节中,我们将会验证真实和虚拟映像使用简单的凸、 凹透镜的形成。收集所需要的材料,即凸透镜、 凹透镜、 一张白色纸、 独特的一个小物件和钳来纸垂直

首先,将凸透镜的对象之间的那张纸。请确保他们所有的线和在同一高度。

移动对象和纸周围直到清晰图像,该对象将出现在纸上。在纸上看到这张图片是真实的图像,因为它可以捕获屏幕上。

现在测量距离从对象到镜头和镜头纸。使用薄透镜方程来确定透镜的焦距。

接下来,把纸放在旁边和移动对象拉近镜头,直到镜头和对象之间的距离小于焦距的镜头。透过镜头看起来和观察图像。

替换一个凹透镜凸透镜。看看凹透镜,观察 demagnified 的虚拟图像。

现在,我们已完成实验性协议,让我们检讨如何分析获得的数据。在第一个实验中,我们测量入射角和水-空气界面上的折射角。

通过使用斯奈尔定律和代入方程,以及折射率的空气,这些角度的值,我们可以计算折射率的水,出来要 1.33。

然后可以为不同的事件和折射角度重复此计算。所有计算的折射指数的平均将提供更加准确的测量的水的折射率。

我们还可以计算使用斯奈尔定律的内部全反射临界角。这是入射角折射角等于 90 度时。重新排列这个方程来求解临界角。

以前计算的平均用水的折射率,斯奈尔定律预测临界角的发病率是 48.8 度。这是非常接近的角度测量实验,从而验证斯奈尔定律。

当这束光预计从空气到水时,全内反射则不会发生在角度大于 48.8 度甚至光现在旅游从介质指数低到高。

在实验中的透镜,薄透镜方程表明为 11.02 厘米从透镜的物距和图像 9.21 厘米左右,透镜的焦距距离约 5.02 厘米。

在情况下,通过凸透镜,在距离小于其焦距,出现该对象的情况观察对象的放大的版本。这是一个虚拟图像,这个图像不能捕获屏幕上。同样,当使用凹透镜,是观察到 demagnified 的虚拟图像的对象。

光学,特别光学镜片,用于各行各业从摄影到人眼的医学影像。

光学纤维用于数据传输在许多当前天应用中,像电话信号的传输。这些纤维由核心、 熔覆,和保护的外涂层或缓冲区和其他强化层组成。

熔覆引导的光脉冲沿的全内反射法的核心表单中的数据。此属性的数据传输使纤维光学相机被医生用来查看在人体内的密闭的空间。

显微镜是利用显微镜来查看不是肉眼可见的对象字段。光或光镜介入通过可见光,而是通过折射或反射从样品,通过单个或多个的透镜,使样品的放大的视图。由此产生的图像可以直接测定眼,或以数码方式捕捉。

你刚看了反射和折射的朱庇特的简介。现在,您应该了解折射、 斯奈尔定律,和全内反射和也镜片以及它们是如何制造图像背后的理论的原则。一如既往,感谢您收看 !

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