目的
觀察光經過不同介質界面時的折射現象。
實驗
實驗裝置:雷射,具角度刻度的半圓形透明水槽。
1.將雷射光從空氣中打入裝水的半圓形水槽,改變入射角,觀察光線入射與折射的角度變化。
2.將雷射光從下方圓形水槽入射,改變入射角,觀察光線入射與折射的角度變化。
3.更換不同液體裝入槽中,觀察實驗結果。
原理思考
光經過不同介質界面時為何會折射?
光的方向由折射率大的介質進入折射率小的介質會偏向界面,入射角度夠大的話,折射角將等於90度,此入射角即發生全反射的臨界角,此時能量如何傳遞?
光在不同介質中行進的速度不同,,在頻率相同的條件下,波長因而不同。斜向入射時角度偏折將保持波在界面上的相位相同。 除了反射波外,折射能量將沿著界面傳遞,在界面兩邊呈指數衰減,即所謂表面波(surface wave)。
討論
1.光經過不同介質界面折射時也有反射發生嗎?
2.光由折射率大的介質進入折射率小的介質,若入射角比發生全反射的臨界角還大時,能量如何傳遞?
3.討論光纖傳輸原理。
4.折射的路徑是光走最短路徑嗎?物理如何解釋?
關於實驗
雷射筆可做光源。
參考資料
普通物理教科書
指導老師
撰稿