二、光的反射定律和折射定律

图14-1

    光线由一种介质向另一种介质传播时,在两种介质的分界面上,入射光线被分为反射线和折射线,仍在第一种介质中传播的光线是反射线,进入第二种介质的光线是折射线。入射线与分界面法线所构成的平面称为入射面,分界面法线与入射线、反射线和折射线所成的角ii¢r ,分别称为入射角、反射角和折射角,如图14-1所示。反射线和折射线满足下面的规律:

    (1)  反射线处于入射面内,而且反射角等于入射角,即

           ;         (14-3)   

    (2)  折射线处于入射面内,而且入射角的正弦与折射角的正弦之比,等于第二种介质的折射率n2与第一种介质的折射率n1之比,即

                          .                   (14-4)

式中n21是第二种介质相对第一种介质的折射率。以上规律分别称为光的反射定律和光的折射定律。

    介质对光的折射率与介质对波的折射率具有相同涵义,所不同的是在光的折射率中涉及的是光的传播速率。介质对光的折射率n定义为

                              ,                       (14-5)

式中c是真空中的光速,v是光在该介质中的传播速率。

    在式(14-4)中,若令n2 = -n1 ,可得

                              ,                       (14-6)

式(14-6)与式(14-3)形式相同,因此可以把反射定律看作为折射定律在n2 = -n1情况下的特例。

       
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