光折射原理

光折射原理

光折射的原理

光折射是由光和物质间有相互作用力造成的，我们平时所说的光是一种质量和体积非常小运动速度比较高的物质体。

1.光在宏观领域的折射：

在宇宙中，光经过天体附近区域时，光和天体间的相互引力作用使光运动路线向天体方向较显著弯曲（折射）。

2.光在微观领域的折射：

如图一所示： 该图是光折射实况缩小了约100亿倍图，

光在介质内外各有一秒钟的行程，绿色长方体示绝对折射率n=1.5的透明介质，黑线L示法线，红线示光由A点以90度入射角射至点O，经O点折射至B，蓝线示光的余速度V余，黄线Vs示光在介质中平行于界面的速度，Vh示光垂直于界面的速度。光在O点附近和介质间有两种较明显的相互作用力效应。

1．其中一种相互作用力是“动斥力”作用：无论光以何种角度射入介质都会和介质发生同样大小的“动斥力”相互作用（都须要做同样大小的入射功）,光射入介质后速度都要降低。由图看出光进入介质后平行于界面的速度仅剩下V余=C/n2。光进入介质与磁体进入闭合的电磁线圈的过程相似，它们都要和对方发生“动斥力”相互作用，都要做入射功，都要降低入射速度。

2．光在O点和介质的另一种相互作用力是光和界面间的相互引力：如图二所示：该图是约放大30万倍的示意图，OC线距离界面设为千万分之一米。光原来没有垂直于界面的运动速度，光在介质中垂直于界面的速度Vh是由它们间的相互引力作用产生的。

3用“光和物质间相互作用力理论”计算光折射的方法比用“光折射定律”计算更快捷。

以图三为例，图三是光折射实况缩小约1010（100亿）倍示意图，光在介质内外各有一秒钟的射程，设：光以入射角a=600射入折射率n=1.5的介质，求光在介质中平行于界面和垂直于界面的速度各是多少？

3.1设光在介质中平行于界面的速度Vs，无须求折射角即可直接求出该值，因为

Vs=sina V余=sinaC/n2=sin6001.333X108米/秒

Vs =1.155X108米/秒。

3.2设光在介质中垂直于界面的速度为Vh:

Vh=（V2- Vs2）0.5=1.633X108米/秒