Question

光的折射及全反射

Answer 1

光波从一种介质传到另一种介质时，在两种介质的分界面上将发生反射及折射现象。反射光波按反射定律返回原介质，折射光波按折射定律进入另一介质中。对透明矿物光学性质的研究，主要涉及折射光波。因此，我们着重介绍折射光波所遵循的规律。

在物理学中，两种介质的分界面垂线称为法线。入射光与法线的夹角称为入射角，以i表示。折射光与法线的夹角称折射角，以r表示。发生折射时，入射角i与折射角r不相等（图1-3）。

图1-3 光的折射及全反射现象

发生折射现象的原因是由于两种介质密度不同，致使传播速度不同，引起传播方向发生改变而产生折射。从物理学中知道，光在密度大的介质中的传播速度小于光在密度小的介质中的传播速度。因此，光自密度小的介质射入密度大的介质时，折向法线，r<i（图1-3B）；光自密度大的介质射入密度小的介质时，折离法线，r>i（图1-3C）。入射角i不断加大，折射角r也随着不断加大。当r>90°时，光线就不射入折射介质，而从界面上返回原入射介质，产生全反射（图1-3D）。当r=90°时的i角，称为全反射临界角（图1-3D）。用上述折射、反射原理，可解释单偏光镜下晶体的许多光学现象。