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斯涅尔定律

威里布里德·斯涅耳(Willebrord Snell Van Roijen 158来自0-1626),荷兰莱顿人,数学家和物理学家,曾在莱顿大学担任过数学教授。

  • 中文名 斯涅尔定律
  • 外文名 Snell's Law
  • 影    响 使几何光学的精确计算成为了可能
  • 作    者 威里布里德·斯涅耳

定义

  斯观倍书树命作北涅尔定律 Snell's Law(光的折射定律):光入射到来自不同介质的界面上会发生反射和照希报类品办折射。其中入射光和折射光位于同一个平面上,并且与界面法线的夹角满足如下关系:

  n1sinθ1 = 360百科n2sinθ2

  其中培派握,n1和n2分别是两个介质的折射率,θ1和θ2分别是入射光(或折射光)与界面法线的夹角,叫做入射角和折射角。

  以上公式又叫斯涅尔公式。

发明者

  威里布里德·斯涅耳(Willebrord Snell Van Roijen 1591-1626),荷兰莱顿人,数学家和物理学家,曾在莱顿大学担任过数学教授。斯涅尔最早发现了光的折射定律,从而使几何光学的精确计算成为了可能。

特殊情况

折射

  当光由光密介质(折射率 n1比较大的介质)射入光疏介质(折射率n2比较小的介质)时(比如由水入射到空气中),如固阳台找袁周她转呀建果入射角θ1等于某一个角θc时,折射光线会沿折射界面的切线进行,即折射角 θ2=90,此时会有sinθ2=1,则可推得sinθc = sinθ1 = n2/n1。 但如果入射角θ1大于这一个值θc时,入射角的正弦sinθ1 > n2/n1,会推得sinθ2>1。这在数学上是没有意义的,所以此时,不存在折射光,而只存在反射光,于是便发生全内反射。而使得全内反射发生的最小入射角θc叫做临界角,它的值取决来自于两种介质的折射率的比值,即θc =sin( n2/n1)。例:水的折射率为1.33,空气的折射率近似等于1.00,临界角θc等于sin(1/1.33)= 48360百科.8°。

​证明

一道折赶几客延愿袁效衣射光和反射光

  假设光从介质n1入射到介质n2。以入射光线,法线和折射光线所在平面与两个介质的交界面的交线为x轴,取一条与法线平行的直线为y轴,建立直角坐标系,两条直线相交于点O(0,0)。在入射宣钟光线上任取一点A(供振x1, y1),光线与两介质交界面的交点为B(x, 0),在折射光线上任取一点C(x2, y2)。

  AB之间的距离为, BC之间的距离为。 由费马原理可知,光从A点经过B点到达C点,所用的时间t 应该是最短的。, t 取最小值的条件是。

  经帮社战鱼整理得 = , 且

  即 n1sinθ1 = n2sinθ2

惠更斯证明

  荷兰物理学家惠更斯认为光是一种波,现代物理学已经证实光是电磁波。考虑光波(平面波)从折射率n1的介质入射到折射率n2的介质,, 。

  有,。因为波前是连续的,必有t1 = t2。

  经整理得 n1sinθ1 = n2sinθ2

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