光的偏折现象互动演示

实验目的

观察光在两种介质界面处的偏折,初步认识折射角与入射角的大小关系。

实验原理

光从空气斜射入水或玻璃时,在界面处传播方向改变:折射光线、入射光线和法线在同一平面内,分居法线两侧,折射角小于入射角。垂直入射时传播方向不变。光从水或玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角。高中阶段用折射率 n = sinθ1/sinθ2 描述偏折程度。

实验器材

• 入射光线(光束)
• 两种介质的分界面
• 法线
• 角度刻度
• 空气
• 水或玻璃

实验步骤

1. 先让光线垂直于界面射入,观察传播方向是否改变
2. 调节入射角,使光线斜射入水或玻璃
3. 观察折射光线相对法线的位置,比较折射角与入射角
4. 逐步增大入射角,观察折射角如何变化
5. 改变光的传播方向,让光从水或玻璃射向空气,再做比较

实验现象与结论

光垂直界面入射时方向不变;斜射入水或玻璃时,光线向法线偏折,折射角小于入射角,入射角增大,折射角也随之增大。光从水或玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角。说明光在不同介质的界面处会发生偏折。

常见问题

光为什么会发生偏折?

光在不同介质中传播速度不同,斜射入另一种介质时,传播方向在界面处发生改变,这就是折射。

光垂直射入水中会偏折吗?

不会。光垂直于界面入射时,传播方向不变,但传播速度会改变。