条件下,才能射向端面,此时出射端面处α的最大值为⑤若,即时,则由O发出的光线都能满足的条件,因而都能射向端面,此时出射端面处α的最大值为⑥端面处入射角α最大时,折射角θ也达最大值,设为,由②式可知⑦由⑥、⑦式可得,当时,⑧由③至⑦式可得,当时,⑨的数值可由图1221上的几何关系求得为
f⑩于是的表达式应为(11)(12)(2)可将输出端介质改为空气,光源保持不变,按同样手续再做一次测量,可测得、、、,这里打撇的量与前面未打撇的量意义相同。已知空气的折射率等于1,故有当时,(13)当时(14)将(11)(12)两式分别与(13)(14)相除,均得(15)此结果适用于为任何值的情况。
§13光的折射131、多层介质折射如图:多层介质折射率分别为则由折射定律得:132、平面折射的视深在水中深度为h处有一发光点Q,作OQ垂直于水面,求射出水面折射线的延长线与OQ交点的深度与入射角i的关系。设水相对于空气的折射率为,由折射定律得令OMx,则于是上式表明,由Q发出的不同光线,折射后的延长线不再交于同一点,但对于那些接近法线方向的光线,,则,于是这时与入射角i无关,即折射线的延长线近似地交于同一点,其深度是原光点深度的。如图133所示,MN反射率较低的一个表面,PQ是背面镀层反射率很高的另一个表面,通常照镜子靠镀银层反射成像,在一定条件下能够看到四个反射像,其中一个亮度很底。若人离镜距离,玻璃折射率
,玻璃厚度d,求两个像间的距离。图中S为物点,是经MN反射的像,若依次表示MN面折射,PQ面反射和MN面再折射成像,由视深公式得,,,故两像间距离为。133、棱镜的折射与色散入射光线经棱镜折射后改变了方向,出射光线与入射光线之间的夹角称为偏向角,由图134的几何关系知
f其中①当,α很小时,即δ(
1)α厚度不计顶角α很小的三棱镜称之为光楔,对近轴光线而言,δ与入射角大小无关,各成像光线经光楔后都偏折同样的角度δ,所以作光楔折射成像光路图时可画成一使光线产生偏折角的薄平板,图135。设物点S离光楔L则像点在S的正上方。hlδ(
1)αl。②当棱镜中折射光线相对于顶角α对称成等腰三角形时,。,
或者这为棱镜的最小偏向角δ,此式可用来测棱镜的折射率。由于同一种介质对不同色光有不同的折射率,各种色光的偏折角不同,所以白光经过棱镜折射后产生色散现象。虹和霓是太阳被大气中的小水滴折射和反射形成的色散现象。阳光在水滴上经两次折射r