物理/光學/原理及探索
光的折射與全反射實驗解說
當物體在水中時，呈現彎曲現象，是因為光在介質的介面處發生了改變。透過改變兩個介質的折射率和入射角，比較折射角。關鍵在於首先確定總反射可能的方向，然後觀察臨界角的正面和背面。
它是怎麼工作的？
當折射率趨向較高值時，光線會向法線方向彎曲。當從高折射率向低折射率變化時，如果超過臨界角，就會發生全反射。
關鍵關係
n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂
嘗試這個實驗
- 將光源移動或調整滑塊，以測量相對於正向的角度。透過實驗觀察光線。
- 在空氣 → 玻璃中，記錄入射角為 0°、30° 和 60°。
- 記錄水與空氣之間的臨界角前的和後的折射率條件。
解讀結果的依據
在什麼條件下，全反射是可能發生的？
sinθc = n₂/n₁, 且只有當 n₁ > n₂ 時，存在臨界角。
模型的範圍與限制
這是一個單色幾何光學模型，具有平坦邊界。 衰減、吸收、偏振、弗萊恩反射以及會波被忽略。 刻度尺基於法線，光線僅顯示方向。 在臨界角，折射角為 90°，以及大於該角的角度，則採用全反射。