闡述斯涅耳定律(光的折射定律)。寫出一個表示式,將介質的折射率與真空中的光速聯絡起來。介質'a'相對於介質'b'的折射率為2/3,介質'b'相對於介質'c'的折射率為4/3。求介質'c'相對於介質'a'的折射率。


斯涅耳定律(光的折射定律)。

1. 入射光線、折射光線和折射面的法線位於同一平面內。

2. 入射角的正弦與折射角的正弦之比為常數。

數學上,可以表示為:

$\frac {sin\ i}{sin\ r}=n_{ab}$

這裡,$n_{ab}$ 是介質 $a$(入射介質)相對於介質 $b$(折射介質)的相對摺射率。


下面給出一個表示式,將介質的折射率與真空中的光速聯絡起來

如果光線從真空進入介質 $a$,則介質 a 的折射率可以寫成:

${n_a}=\frac {\text {真空中光速}}{\text {介質 a 中光速}}=\frac {c}{v}$ 

其中,$c=\text {真空中光速}$,$v=\text {介質 a 中光速}$


已知

介質'a'相對於介質'b'的折射率= $n_{ab}=\frac {n_a}{n_b}=\frac {2}{3}$

介質'b'相對於介質'c'的折射率= $n_{bc}=\frac {n_b}{n_c}=\frac {4}{3}$


求解:介質$'c'$相對於介質$'a'$的折射率,$n_{ca}=\frac {n_c}{n_a}$。


為了求介質$'c'$相對於介質$'a'$的折射率 $(n_{ca})$,我們將 $n_{bc}$ 的倒數除以 $n_{ab}$。

$\frac {n_c}{n_b}\div \frac {n_a}{n_b}=\frac {3}{4}\div \frac {2}{3}$

$\frac {n_c}{n_b}\times {\frac {n_b}{n_a}}=\frac {3}{4}\times {\frac {3}{2}}$

因此,

$\frac {n_c}{n_a}=\frac {9}{8}$

因此,介質$'c'$相對於介質$'a'$的折射率,$n_{ca}=\frac {n_c}{n_a}=\frac {9}{8}$。

更新於: 2022年10月10日

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