斯涅尔定律

让我们谈论斯涅尔定律,斯涅尔定律是定量的方式我们可以做折射基本上我们要做的是看看2媒体我们有1之间的边界折射率和1另一个折射率和2和我们感兴趣的是入射光的角度之间的关系在正常的和传输或折射光线的角度再次进入新媒体n的正常。我再怎么强调都不为过要认识到这些角都是法线外的。所以这些角不是曲面的夹角，它们是与曲面垂直的夹角。好的，斯涅尔定律说的是如果折射率乘以角度的正弦值两边就会得到相同的值。这让我们可以做的是，如果我们知道两个折射率和入射角我们就可以用斯涅尔定律计算折射角或透射角。

斯涅尔定律实际上是一个几何要求平行光线进入时保持平行，它们都向同一方向转，所以如果它们平行进来，它们在新介质中也会平行。好了，我们可以通过观察例如一块平坦的玻璃来理解这一点，有两束平行的光线射进来它们会以相同的指数或相同的入射角射进来因为这是平坦的。所以它们转动的量是一样的，它们转动的量实际上是由几何学和光在玻璃中的速度比在空气中的慢的事实决定的。记住，我们知道这个定性的概念是因为玻璃就像一个拥挤的走廊，所以当光线进入玻璃时，会向法线弯曲。然后它穿过玻璃走了一会儿，然后它回来了，这些家伙仍然是平行的，回来了，现在它回到了空的走廊，所以它再次以相同的幅度偏离正常方向。平行的光线穿过玻璃，另一边仍然是平行的，这意味着当我透过普通玻璃看的时候，我不会看到扭曲。

让我们看一些折射率这是一个非常简单的表给了我们材料和它们的折射率。记住折射率是无量纲的，没有单位。所以空气1和真空是一样的这里还有一些数字空气不完全是真空，但很接近。水的折射率是1.333，苯和盐的折射率是1.5，而钻石的折射率最大，是2.419。好了，让我们继续做一个问题假设我们有光，它从水中进来，从空气中出去。注意这束光在性质上是正确的。它通向一个空走廊，所以它偏离了正常方向，现在我想知道这个角度是多少。很简单，我们用斯涅尔定律，我们说1 333水的指数乘以水的角的正弦必须等于空气中的指数也就是1乘以空气中的角的正弦。所以你要做的就是输入我的计算器1.333乘以sin30度你要确保你做这个的时候单位是度然后我再做它的反正弦。

最后得到的是41.8度很简单，我们再做一个。假设有光从苯中射进来然后进入钻石，这里折射率较低，角度较大然后折向法线。好了，我们还是要用斯涅尔定律所以是苯1.5苯60角的正弦值等于菱形角的正弦值2.419乘以菱形角的正弦值再次打开计算器1.5 sin 60然后除以2.419然后对它求反正弦值我们发现这个角是32度半对吧。让我们做一个更定性的例子，假设我有一个这样的图我知道这种材料是盐，我想知道这种材料可能是什么。我们看一下，它看起来一点都不弯曲这意味着入射角和折射角相等。斯涅尔定律表明，这意味着速度是相等的，所以这意味着折射率是相等的我看一下我的表，我发现和盐折射率相同的是苯。

做起来不难，但如果你不知道自己在做什么，可能会让人困惑。好了，让我们看下一个。假设有这样一种情况，光线从某个角度从菱形射进来没有光线从空气中射出来。我想知道这个过程可能发生的最小角度是多少。这是全内反射最小可能的角度是折射光线沿边界直线移动的角度因为如果我再往远一点就没有空间了我只反射全内反射。为了得到最小的夹角我只需要用斯涅尔定律折射角是90度。在空气中我得到sin90乘以1所以我不打算写它等于菱形，我得到2.419乘以∠sin。这意味着这个角是逆sin(1 / 2.419)因为这是1。

好的，当你这样做的时候，你会发现这个角度是24.42度这是钻石的最大入射角如果你想出来的话，可以把它放在这个角度。这就是钻石闪闪发光的部分原因好了，让我们继续看最后一个假设有光在35度的温度下离开水进入一些未知的物质我测量折射率，不好意思，我已经测量了折射率，我看到它是25我想确定折射率。好了，还是斯涅尔定律，我们说水1.333乘以水的夹角，对吧这就等于我感兴趣的指数乘以sin25度。我要做的就是除法得到的指数应该是1.81。知道了这个指标，我就可以去看这样的图表确定这个材料是什么。收集宝石的人经常这么做因为你可以通过折射率来识别火或者通过折射率来识别钻石这样做其实非常简单而且可以减少错误。这就是斯涅尔定律，关于它有很多定性的东西。你要确保你理解当它向外弯曲时它在加速，当它向外弯曲时它在减速。注意，我们得到的结果和1.333到1.81之间是一致的你要确保你的答案在质量上是有意义的因为从质量上讲，你不会犯很多数字错误。这就是斯涅尔定律。