折射率

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高中物理光学有两大部分构成，一部分是几何光学，另一部分是物理光学。前者研究的是光的传播，后者研究的是光的本性。

在高中物理的几何光学部分，折射率是最重要的一个概念（没有之一）。

折射率的定义

光从真空射入介质发生折射时，入射角α的正弦值与折射角β正弦值的比值（sinα/sinβ)为一固定数值，叫做该介质的“绝对折射率”，简称“折射率”。

折射率我们用符号n来表示。

即n=sinα/sinβ；其中α是光从真空射入介质发生折射时的入射角，β为折射角。

需要注意的是，α永远大于β，因此折射率n永远大于1；

折射率的另外两个公式

咱们高中物理考题中涉及到的折射率三个公式，第一个公式是其上述定义式：

n=sinα/sinβ

除此之外，折射率还有两个常考公式，分别如下：

（1）n=c/v；

c指的是光在真空中的速度，v指的是光在该介质中的速度。

（2）n=1/sinC；

C指的是该介质的临界角。

测定玻璃砖折射率的实验

测定玻璃砖折射率的光路图如图所示。

折射率测定实验图

具体的操作步骤见教材内容。

从B点用肉眼观测P4，让P4将P1、P2、P3全部挡住，即形成A-O-O’-B的光路图。

我们需要测定入射角与折射角，带入定义式即可求解折射率n；

另外的一种求解折射率数值方法

如下图所示，以O1为圆心，做一个适当的圆，与光线相较于P1与Q。过P1与Q做与玻璃砖平行的线，与法线相较于N和N'两点。

连接P1N与QN'，从几何关系，不难看出，n=sinα/sinβ=P1N/QN'；这种方法不用量角度，也不用查表计算，精度也能够保证。

折射率

红光和紫光的折射率比较

严格来说，是同一种物质中，红光传播的折射率和紫光传播的折射率。

光的折射率与频率正相关，别问为什么，记住吧。紫光的频率大，折射率也更大。

两者的不同，就犹如有人很胖，有人很瘦一样，都是人啊。

其实也正是因为其折射率不同，我们才能分辨出来这两种光，考虑下初中物理中讲到的透镜的色散。

全反射

什么是全反射？全反射是一种没有折射的反射现象。

全反射现象：在光的折射部分，我们讲到过：光由光密介质进入光疏介质时，会发生折射现象。

当入射角θ增加到某种情形时，折射线向表面进行偏折。当入射角达到一定值时，折射角就增大到了90°，此时我们就说光线全部反射了，没有产生折射光线。

发生全反射的前提条件

发生全反射的前提条件是什么？

发生全反射必须满足两点：

其一是，光由光密介质进入光疏介质；

其二是，入射角大于临界角。

折射率大物质更容易发生全反射

折射率大的物质，同等条件下光偏折能力更强，更容易发送全反射。

同学们要是不理解，可以夸张的分析下。思路如下：

如果物质的折射率为1，这就说明什么？说明光不会发生偏折，沿着直线前进；即该物质就等同于真空了。

显然这种情况下，那么永远不会发生全反射现象；具体全反射发生的条件，请见本文前面部分的说明。

高中物理考点答疑

学生物理学习问题与王尚老师答疑

学生学习问题1：折射率有单位吗？

王尚老师：折射率没有单位。

从折射率概念来看，入射角α的正弦值与折射角β正弦值的比值（n=sinα/sinβ)为一固定数值，没有单位。

学生学习问题2：折射率为什么永远大于1？

王尚老师：这是大自然界的规律。我们也可以做很多实验，都会发现这样的结论：

光从真空射入到任何一种可透光介质时，入射角都大于折射角。

结合折射率公式（n=sinα/sinβ)可知，α＞β，根据数学运算可知，折射率在数值上，是永远大于1的。

关于作者

作者：王尚，北京物理教师。文字校核：齐思源、崔强。本文权属高中物理网所有。

归档日期：2014-09-19

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