例句
1.远远望去,大海在阳光的折射下变得五光十色。
例句
1.民俗可以折射出一个民族悠久的文化传统。
2.这部电影折射出了当今都市白领的生活状态。
1. 物理学名词。谓光线声波在两种物质的接触面上改变传播方向后,进入第二种物质。例如光线从空气进入水中,方向发生改变。
引
2. 犹反射。
引
1. 当太阳转过西面的山头,把余光从两峰之间照射到东山一块峭壁上,峭壁便亮得像一面镜子,把阳光又折射到“江峡”号二楼的客厅里。
《三峡之秋》
方纪
2. 九点钟以后,阳光异常美丽,阴暗的桥洞里,一道光线照着西壁,折射得满洞辉煌。
《透明的红萝卜》四
莫言
3. 犹反映。
引
1. 往往透过对待爱情的态度,可以折射出作品中人物或纯洁美的,或不十分美好的,以至是十分丑恶的灵魂。
《伴随着驼铃声响》
徐怀中
2. 他的身上,折射出一尘不染的学术品格和淡泊名利的职业操守。
《人民日报》2006.7.13
折射是指光线或能量波在从一种介质(如空气)进入另一种介质(如水、玻璃)时,由于介质密度不同导致传播速度变化而发生路径偏转的现象。这种现象通常表现为光线的弯曲,得光线的方向发生变化。折射不仅限于光波,也适用于声波和其他类型的波。
折射现象广泛应用于光学领域,例如透镜和棱镜的使用,通过折射可以改变光线的方向,从而聚焦或分散光线。此外,折射与大气折射有关,即光线穿过地球大气层时方向发生改变,这会影响天体的位置和观测。
折射率是描述介质对光速影响的一个重要参数,不同介质的折射率不同,这决定了光线在该介质中的传播速度和弯曲程度。
折射率是描述光在不同介质中传播速度差异的物理量,其计算公式为:
$$ n = \frac{v_0}{v} = \frac{\lambda}{\lambda_0} $$
其中,$ v_0 $ 是波在真空中的速度,$ v $ 是波在介质中的速度,$ \lambda $ 是波在真空中的波长,$ \lambda_0 $ 是波在介质中的波长。
此外,折射率也可以通过以下公式计算:
$$ n = \frac{\sin(\theta_1)}{\sin(\theta_2)} $$
其中,$ \theta_1 $ 和 $ \theta_2 $ 分别是入射角和折射角。
折射率的大小与介质的光学性质有关,通常大于1,因为光在介质中的速度 $ v $ 小于光在真空中的速度 $ c $。折射率还可能随波长的变化而变化,这种现象称为折射率色散。
不同介质的折射值如下:
折射现象在光学仪器中的应用非常广泛,特别是在透镜和棱镜的设计与使用中。透镜和棱镜通过改变光线的传播路径来实现成像、聚焦或分光线的功能。
透镜是一种利用折射现象来改变光线路径的光学元件。透镜通常由两个透明、各向同性、同质且折射率不同的介质组成,它们被平面表面分隔。根据透镜的形状和材质,透镜可以分为凸透镜和凹透镜两种基本类型:
凸透镜:凸透镜将入射光线向中心轴方向汇聚,中间较厚,上下边缘较薄。当平行光线进入凸透镜时,光线会聚焦于一点,该点称为焦点,透镜与焦点之间的距离称为焦距。凸透镜的焦距是正的,表示光线在另一侧形成实像。
凹透镜:凹透镜将入射光线向外偏离中心轴,中间较薄,上下边缘较厚。凹透镜使光线发散,通常用于发散光线。凹透镜的焦距是负的,表示光线在另一侧形成虚像。
透镜的工作原理基于Snell定律,即光线从一个介质进入另一个介质时,其折射角与入射角和两种介质的折射率有关。当光线通透镜的前表面和后表面时,都会发生两次折射,从而改变光线的传播方向。
棱镜是一种利用折射现象来改变光线方向的光学元件。棱镜由两个不平行的平面表面隔的透明介质组成,其基本公式包括入射角等于折射角乘以折射率,以及入射角和折射角之和等于棱镜的夹角。棱镜的主要特性如下:
色散现象:当光线穿过棱镜时,由于不同波长的光在介质中的折射率不同,光线会被分解成不同颜色的光分量,这种现象称为色散。例如,蓝色光比红色光更强烈地折射。
全内反射:当光线从一个介质进入另一个折射率更高的介质时,如果入射角大于临界角,光线会在第二个表面发生全内反射。这种现象可用于设计避免色散的光学系统。
成像和方向改变:棱镜可以改变光线的方向或反转图像。例如,直角棱镜可以将光线反射90°并反转图像。多个棱镜协同作用时,可以聚焦光线在一点上。
透镜和棱在各种光学仪器中都有广泛应用:
相机镜头:相机镜头通常由多个透镜组合而成,利用透镜的折射特性来形成清晰的图像。每个透镜部分都发挥着棱镜的作用,使光发生折射。
显微镜和望远镜:这些仪器中也广泛使用透镜组合来实现高倍率的放大和成像。
棱镜的应用:棱镜常用于光谱分析、分光仪和其他需要精确控制光方向和颜色分布的场合。
总之,透镜和棱镜通过利用折射现象来改变光线路径,从而在光学仪器中实现成像、聚焦、分散和方向改变等功能。
大气折射对天体观测有显著影响,主要体现在以下几个方面:
视位置变化:大气折射率随高度变化,导致星光在进入大气层时发生折射,使光路更加垂直。这种折射效果约为3 * 10^-4弧度,并且与垂直角度成正比,还随波长变化。因此,大气折射会导致观测目标的视位置发生变化,从而影响观测精度。
色散效应:大气折射率随波长变化,导致不同波长的光在通过大气时产生同的折射角度,即色散现象。这会干扰高光谱分辨率的天体观测,尤其是当观测目标的分辨率要求超过半径角时。
图像模糊和抖动:大气湍流会导致星体图像出现彩色扩展,并且当角分辨率显著大于1弧秒时,需要使补偿光学设备来消除这些影响。此外,大气分子与气溶胶粒子的存在会使得星光传输产生衰减,并对光波的相位产生调制,引发星光的闪和抖动。
消光效应:入射光子与空气分子或粒子的碰撞会产生吸收和散射,从而导致大气消,减少观测源的流量。
为了减少大气折射对天体观测的影响,可以采取以下学方法:
使用矫正透镜:通过在蓝光和红光下测量两次折射和角位置,可以校正大部分折射效应。这种方法可以有效减少由于大气折射引起的视位置变化。
光谱滤波技术:利用偏振滤波技术降低天空背景辐射对恒星成像的影响。通过选择适当的光谱波段和带宽进行滤波,最大程度抑制太阳散射的背景光。
补偿光学设备:在角分辨率显著大于1弧秒的情况下,使用补偿光学设备来消除气湍流引起的图像模糊和抖动。
提高光谱分辨率:在视差不再可忽略时使用更高的光谱分辨率,以避免信号分散。
混合空气:使用工业鼓风机仪器附近混合空气,以产生中性大气条件,减少折射最小化(dmin),并避免稳定(水平层状气团)或不稳定(上升的暖空气团)的大气条件。
折射现象在声波传播中的应用实例包括:
水下声学探测:在海洋环境中,声波的折射现象对潜艇和水面舰艇的声学探测有重要影响。例如,当声波从潜艇或水面舰艇发出时,由于水中的声速变化,声波会发生折射,导致声波传播路径发生弯曲。这种折射现象可以用于声纳系统中,以提高标检测的精度和范围。
海洋沉积物中的声波传播:在高孔隙度海洋沉积物(如粘土)中,声波会发生折射现象。这些沉积物的声速低于其孔隙内的流体声速,因此在水/沉积物界面处,声波可以完全透射到海底。这种折射现象对于研究海底沉积物的声学特性非常重要。
深海海底山环境下的声传播:在深海海底山环境下,声波的水平折射效应显著。由于海底山的存在,声波传播路径会发生多途现象,导致声传播损失增加。这种折射现象对于海洋声学研究和水下通信具有重要意义。
风洞实验中的声波折射:在风洞实验中,声波在剪切层区域会发生折射现象。由于零和空气密度在剪切层中保持不变,折射仅发生在Xn−Yn平面。这种折射现象对于研究流体动力学和声学特性具有重要意义。
斯涅尔定律的应用:斯涅尔定律描述了声波在不同介质中传播时的折射现象。当声波遇到介质速度变化时,发生折射并改变传播方向。这种现象在海洋声学中被广泛应用,以预测和解释声波的传播特性。
水下声学实验中的折射效应:在水下声学实验中,声波传播路径的弯曲和折射会导致传输损失的变化。例如,在实验10中,大约在5米深度处的声速剖面最小值引导并聚焦了声波,导致在某些距离范围内声波传输损失减少。这种折射现象对于理解声波在复杂水体中的传播特性具有重要意义。
理想楔形结构中的声波折射:在理想楔形结构中,声波沿着斜坡传播时会发生折射。当声波最初沿斜坡方向传播时,它会在每个反射点上增加与水平面的夹角,直到最终其角度与底部重合,导致它在下坡方向上反射。这种折射现象对于研究声波在复杂几何结构中的传播路径具有重要意义。
浅海起伏海面下气泡层对声传播的影响:在浅海起伏海面下,气泡层会阻碍声波传播,并导致明显的折射现象。
折射与反射是光学中两基本的物理现象,它们在光的传播过程中起着关键作用。我们可以详细解释这两种现象的区别以及它们在物理现象中的相互作用。
反射是指光线遇到一个表面时,按照一定的规律返回到原来的介质中。反射的基本定律是入射角等于反射角,即θin = θref。这意味着当光线从一个介质进入另一个介质时,如果遇到一个光滑的反射面(如平面镜),光线将以与入射光线相同的角度反弹。反射可以分为镜面反射和漫反射两种情况:镜面反射发生在光滑表面上,光线以特定角度反射而漫反射发生在不规则表面上,光线以多个不同的角度反射。
折射是指光线在通过不同介质时发生偏折的现象。当光线从一种介质进入另一种介质时,于介质的折射率不同,光线的速度会发生变化,从而导致光线的传播方向改变。折射的基本定律由斯涅尔定律描述,该定律表明入射角和折射角与介质的折射率有关:
$$ n_1 \sin(\theta_1) = n_2 \sin(\theta_2) $$
其,n1和n2分别是入射介质和折射介质的折射率,θ1和θ2分别是入射角和折射角。当光线从速度较快的介质进入速度较慢的介质时,光线会向线方向偏折;反之,则会远离法线方向偏折。
在实际物理现象中,反射和折射常常同时发生。例如,在光学实验中,当光线照射到一个半透明或半反射的界面时,部分光线会被反射,而另一部分则会被折射进入另一介质。这种现象在许多光学设备中都有应用,如望远镜、显微镜和棱镜等。
此外,在计算机图形学中,光线追踪技术也广泛利用了反射和折射的原理。通过模拟光线在不同介质中的反射和折射行为,可以生成逼真的图像和动画。
总,反射和折射是光学中两个重要的物理现象,它们在光的传播过程中起着关键作用,并且常常相互作用。