1.光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí),傳播方向發(fā)生改變,這個(gè)現(xiàn)象叫作光的折射.折射光線和入射光線、法線在同在一平面上,折射光線和入射光線分居法線兩側(cè).
2.光從空氣斜射入介質(zhì)時(shí),折射角小于入射角.光從介質(zhì)斜射入空氣時(shí),折射角大于入射角.
3.在光的反射過程中光路是可逆.
4.光從一種介質(zhì)直射入另一種介質(zhì)時(shí),傳播方向不變.
5.不同介質(zhì)對光的折射本領(lǐng)不一樣
一、 光的折射
光的折射定律是高中物理教學(xué)中的內(nèi)容.光從一種介質(zhì)中進(jìn)入到另一種介質(zhì)中,改變原來的傳播方向,這種現(xiàn)象是光的折射現(xiàn)象,它們之間的規(guī)律稱為光的折射定律：入射光線、法線、折射光線在同一個(gè)平面,入射光線、折射光線分居在法線的兩側(cè),入射角的正弦跟折射角的正弦之比是一個(gè)常量.
如果再問一個(gè)問題,光線為什么會折射,很多老師回答不好,好一點(diǎn)的老師會這樣回答你,由于光在兩種介質(zhì)中的速度不一樣,光會找一條最好的路徑,達(dá)到目的,所需要的時(shí)間最短,使自己的壽命最長,由于這樣原因才有折射的.
如果再問：為什么畫成直線,在入射界面上真的是突然改變的嗎,有沒有可能是一個(gè)弧線?為什么從光速大的介質(zhì)中,進(jìn)入光速小的介質(zhì)中,一定是入射角大于折射角,而不是反過來,能回答的人不多了.
二、光子與光線
說到光子,知道的人很多,這是愛因斯坦提出來,很好地解釋了光電效應(yīng),從而獲得了物理界的最高獎------諾貝爾獎.在本篇文章的光子,是全頻率的光子,非可見光有非可見光的光子,而光子的運(yùn)動集合構(gòu)成了光線,也就是人們通常所說的光,光的入射、反射、折射都是大量光子運(yùn)動的集體表現(xiàn).
光子一詞中有一個(gè)“子”,說明體現(xiàn)了粒子性,在愛因斯坦的思想中,光子沒有靜止質(zhì)量,但是有運(yùn)動質(zhì)量,由于人們找到一個(gè)基本粒子后,又會有另一個(gè)質(zhì)量比原來更小的粒子存在,于是,用沒有靜止質(zhì)量的光子充當(dāng)物質(zhì)的基本粒子,但是存在一個(gè)問題,光子本身沒有靜止質(zhì)量,由光子構(gòu)成的物質(zhì)本身也沒有靜止質(zhì)量,而事實(shí)卻不是這樣,自然界的物質(zhì)都是有靜止質(zhì)量,改變理念,物質(zhì)的靜止質(zhì)量并不是物質(zhì)本身固有的,而是物質(zhì)不斷與環(huán)境相互作用光子體現(xiàn)的質(zhì)量.由于這個(gè)原因,所有物質(zhì)只要存在,就要不斷與環(huán)境相互作用光子,物質(zhì)停止與環(huán)境作用光子,物質(zhì)將會進(jìn)入到另一個(gè)時(shí)空,從這個(gè)角度來分析,質(zhì)量都是物質(zhì)與環(huán)境作用光子體現(xiàn)的,光子是不斷被吸收與發(fā)射的結(jié)果.物質(zhì)環(huán)境中有的地方存在光子的可能性大,有的地方存在光子的可能性小,才出現(xiàn)光的波動性這一說,才有人們所說的光子波粒二像性.
由于光、光線是光子群體運(yùn)動的結(jié)果,哪么,入射光、反射光、折射光都是光子,發(fā)射、吸收的最大可能性.由于在均勻介質(zhì)中,物質(zhì)發(fā)射光子的可能性是處處相等的,才有光是直線傳播的特性.同樣,在非均勻介質(zhì)中,由于吸收、發(fā)出光子的可能性不相同,光子在非均勻介質(zhì)中,光線發(fā)生彎曲的結(jié)果.
三、光的折射原理
物理學(xué)中說明,由于光速在不同介質(zhì)中的速度不同,才有光走過不同的路線,才有光在介面上發(fā)生折射的現(xiàn)象,這是完全正確的.我們先說第一個(gè)問題,（1）、光在不同介質(zhì)中速度不同；（2）、論述光的折射原理.
1、為什么光在不同的介質(zhì)中光速不同 由于光子是物質(zhì)的基本粒子,所有粒子只有不斷與環(huán)境相互作用光子,才能體現(xiàn)自己的質(zhì)量,自己的存在才能有意義,而光線是光子集體、運(yùn)動的結(jié)果,說到運(yùn)動一定要說速度,我們知道光在真空中的速度是C,是最大的,在其它介質(zhì)中速度都比在真空中的速度要小,特別是在真空中,光子的運(yùn)動不需要介質(zhì),是依靠自身傳播,這是光波區(qū)別機(jī)械波的本質(zhì)原因,事實(shí)上.從光子是物質(zhì)的基本粒子來看,光子也是其它光子信息吸收光子,發(fā)出光子的結(jié)果,就是說在真空中沒有分子、原子的存在,一定有光子的組合,這個(gè)組合有意義,可以吸收光子,發(fā)出光子,這些光子組合是光子存在、運(yùn)動的介質(zhì).
說到光速,一定要說到時(shí)間,速度是路程與時(shí)間的比值,在真空中,存在光子組合吸收光子,再發(fā)出光子的結(jié)果,在真空中,光子集合------光的速度是C,單個(gè)光子的運(yùn)動速度,就會大于C,因?yàn)槲展庾印l(fā)出光子需要時(shí)間,會使光速度減慢,這里分析說明一定存在的光子單個(gè)的速度,它要一定大于光子群的速度C,但是單個(gè)光子超光速沒有意義,因?yàn)橐粋€(gè)光子不表達(dá)任何信息,只有光子組合才能表達(dá)信息.
當(dāng)光子進(jìn)入到真空以外的其它介質(zhì)中的時(shí)候,由于存在分子、原子、電子等實(shí)物粒子,這些粒子在單位時(shí)間內(nèi)吸收光子、發(fā)出光子的次數(shù)增加了,是相對真空中單位時(shí)間吸收、發(fā)出光子的次數(shù)增加了,才使光子在單位時(shí)間內(nèi),向前運(yùn)動的路程減少,速度減慢,換一句話說,光子進(jìn)入到介質(zhì)中,單位時(shí)間內(nèi),與介質(zhì)粒子作用的次數(shù)越多,光速越慢.
通過這個(gè)分析可知,不同的介質(zhì)對不同的頻率的光子的速度不同,通常情況下,頻率越高,波長越短,光子在相同的路程內(nèi)與介質(zhì)中的粒子作用光子次數(shù)越多,光速越慢,在可見光范圍內(nèi),紅光在介質(zhì)中的光速,在通常情況下,比紫色光的光速要大.但是如果這種介質(zhì)只發(fā)出紅光,也就是單位時(shí)間內(nèi)與紅光頻率相對應(yīng)的光子作用的機(jī)會要多,會出現(xiàn)相反的例子,在這種介質(zhì)中,紅光的光速會比其它頻率的光速度要慢.同樣如果介質(zhì)的粒子分布不是均勻的,就是會存在光速的方向性,也就是在某一個(gè)方向上速度要大一些,在另一個(gè)方向上速度要小一些,這些都是單位時(shí)間內(nèi)與介質(zhì)作用光子次數(shù)不同的結(jié)果.
2、光的折射原理 有人會說高中物理中,已經(jīng)學(xué)習(xí)了光的折射定律了,說明人們對光的折射現(xiàn)象研究的很清楚了,為什么還要再談光的折射原理,這是因?yàn)楦咧械墓獾恼凵湓硎峭ㄟ^光的波動性研究的,得出結(jié)論是光的入射角的正弦與光的折射角的正弦之比,等于光在兩種介質(zhì)中的光速之比, ,本篇內(nèi)容是從光的粒子性研究光的折射原理,說明光子的吸收與發(fā)出遵守粒子的幾率,光的運(yùn)動路線,也就是光子吸收、發(fā)出的最大幾率的地方.
由于光的運(yùn)動路線是光子被吸收,發(fā)出的最大幾率的地方,那么光線的方向,就會向著吸收、發(fā)出光的可能性多的前進(jìn),也就是那個(gè)方向吸收這種光子的可能性大,就向這個(gè)方向偏折,我們假設(shè)光子在真空中,單位時(shí)間內(nèi)被吸收、發(fā)出了N次,而在介質(zhì)中,在相同的時(shí)間內(nèi)被吸收、發(fā)出了M次,光子本身的速度不變,并且比光速C要大,由于被吸收發(fā)出,運(yùn)動路程減少,速度減小,那么,則 ,當(dāng)光線以 角入射到界面上的時(shí)候,由于光子的法線方向吸收光子、發(fā)出光子的可能性大,光線應(yīng)該向著法線方向偏折.
在介質(zhì)均勻分布的區(qū)域內(nèi),光子被吸收、發(fā)出的可能性是一樣的,光線是直線傳播,但是界面上不同,光子在真空中,與介質(zhì)中被吸收、發(fā)出的可能性不同,也就是在光子組合數(shù)分布不同的地方,光子集合的運(yùn)動路線會向著吸收、發(fā)出光子的可能性大的地方運(yùn)動.也就是在光子信息分布不均勻的地方,光線會發(fā)生彎曲.通常在界面的一個(gè)波長內(nèi),在幾千個(gè)分子距離內(nèi),發(fā)生彎曲,進(jìn)入介質(zhì)以后,光子就認(rèn)為是均勻介質(zhì)了,這樣分析是說明,發(fā)生光的折射,在界面上畫成折線,只是