光线入射角和晶体光轴取向对晶体折射光线的影响研究

基于平面光波在晶体中传播的电磁理论特性,推导了光波在晶体表面折射时,双折射光波中e光线透过晶体出射点的位置受到任意光轴取向、任意入射角影响的关系式;利用MAT-LAB对关系式进行了数值计算分析,绘出双折射e光与任意光轴取向、任意入射角关系曲线,并给出了对应的定量关系式;实验验证了该公式是正确的。

临界光线折射角与溶液浓度关系的研究

提出用掠入射法测量溶液浓度的方法，该法不受光源强弱和波长变化的影响，测量环境宽松。利用溶液浓度与其掠入射临界光线折射角的关系，采用标准溶液进行测量和拟合标定，给出数学解析关系式。对已知浓度为5％～80％的蔗糖溶液进行实验测量，结果最大偏差为0．002％，具有工程应用的前景。

折射光线的追踪作图法

根据折射定律 ,介绍了一种用追踪作图法求折射光线的方法。

用单位圆作图法确定折射光线的位置

我们知道光线从真空斜射入某种透明介质时,折射角小于入射角;根据光路的可逆性原理,当光线从某种透明介质斜射入真空时,折射角大于入射角.我们据此并结合光的折射定律可以画出折射光线的大致位置,那么如何简便地画出折射光线的准确位置呢?本文就介绍用单位圆作图法,确定折射光线的位置.

一种确定单折射球面的折射光线的作图法

几何光学中,在处理单球面折射问题上,一般情况下都是利用公式进行计算求解,有时显得麻烦。为此,本文给出一种较为简练的几何作图法。1 作图法如图1所示,设一单折射球面,半径为r,分隔物方(折射率为n)和像方(折射率为n’)为两部分。有一光线P以任意角i自n介质中射来,入射点为I,为确定此光线在n’介质中的走向。

光轴平行于入射面时单轴晶体内双折射光线传播方向的确定

本文根据惠更斯波面作图原理推导出光轴平行于入射面时单轴晶体内双折射光线的传播方向的表达式,并分析了入射光线、折射光线、光轴和界面法线之间的关系。

对单晶轴体内折射光线传播方向问题的讨论

本文采用费马原理,推导出在一般情况下计算单轴晶体内折射光线传播方向的公式,并对特殊情况下非常光线的传播方向问题进行了讨论。

折射光线作图的探讨

一般几何光学光路作图，均在理想的近轴光条件下给出的。本文以期在严格遵循折射定律的前提下，经几次改进，探讨出新的作图法，使所作出的光路图，不受近轴光条件的限制，并可直观他说明全反射以及透镜球差等光学现象。

基于光学折射的波面形态测量

提出一种全新的波面测量方法,利用光学折射原理和图像分析技术对实验水槽中的波面形态进行了大范围测量.把均匀黑白条纹作为标志板放在水底,通过竖直悬挂在实验水槽上方的CCD相机捕捉黑白条纹的图像;光线在水气界面的折射产生了受到调制的条纹图像,利用H ilbert变换可以精确得到条纹图像在调制前后的变化,进而计算出波浪波面的高度分布.该方法操作简便、造价低廉,对光学系统中的噪音干扰和非线性因素不敏感,能够达到较高的测量精度.

测定玻璃的折射率实验中的数据处理方法

高二物理(必修)"测定玻璃的折射率"实验通常用针插法来确定入射光线和出射光线,然后利用作图的方法确定折射光线,最后进行数据的计算与处理.在数据处理时可以采用以下方法:

星光成像的大气影响研究(Ⅲ):大气折射

工作于近地空间的星敏感器,其观测过程将不可避免受到天空背景辐射、大气湍流以及大气折射的影响。本文是星光成像的大气影响系列文章之三,选取最佳星光大气折射模型,研究了星光成像的大气折射影响。利用美国标准大气的参数廓线数据,计算了平面平行大气、整层球面大气以及多层球面大气情况下的折射特性,从计算精度、迭代次数以及算法速度三个方面对比和分析了不同折射计算模型的优缺点,选取了精度和速度最佳的折射计算模型。基于该模型和我国典型地区不同时段实测的大气参数廓线数据,计算了不同观测条件及波长下大气折射引起的折射角、色散、横向位移和路径延长的分布情况,评估了不同大气参数由于输入参数的不确定性对折射计算的影响。研究表明:使用Cassini模型或等折射光线追迹法计算得到的折射角最为准确。提升星敏感器的观测高度或减小星敏感器的观测天顶角,相比于改变观测波长而言能极大程度上减轻星光成像的大气折射影响。除此之外,当输入参数存在噪声和不确定性时,提高温度的测量精度比抑制其他参数的噪声更能有效地减小折射计算的误差。

探究半圆柱形玻璃砖的折射率

题现有一半圆形玻璃砖和两个激光源,欲测定此玻璃的折射率,另给出白纸、铅笔、刻度尺和三角板,请利用现有器材测量此玻璃砖的折射率.要求:(1)请画出该测量的原理光路图;(2)请列出所要测量的量(结合图上适当标注):____;(3)用测得的物理量计算折射率的表达式:n=____.

光的反射和折射实验器材的制作和使用

在初中物理光学实验中，光的反射和光的折射在传统实验中所采用的器材有光具盘、圆形玻璃槽等。传统实验器材光具盘构造复杂、昂贵、笨重，搬运不方便，而且在做光的反射和折射实验过程中，入射光线、反射光线或折射光线和光具盘上的反射盘很难在同一平面内，因此，学生很难看到光的实际路径。在做折射的圆形玻璃槽和筷子实验中，操作虽然简单方便，但是圆形玻璃槽会产生透镜效应，而且没有明显的光路可看，效果不直观。

用费马原理推证折射定律

费马原理:光在指定的两点间传播,实际光程总是一个极值.从这一原理出发,可以征得在均匀介质中光沿直线传播;当光通过两种不同介质的分界面时,遵守反射定律和折射定律.针对我院培养的学生是中学教师,而现行教材对中学物理中需要牢固掌握的反射定律和折射定律的论证都不太完整这一情况,故此我用费马原理较完整地证明折射定律如下.

光的折射三例

例1 如图1所示,位于主轴上的S点发出的光经凸透镜折射后交主轴于S’点, 现有一条平行光线从A点射向凸透镜,则折射光线将 ( ) (A)与主轴无交点． (B)与主轴有交点,且在S’的右侧． (C)与主轴有交点,且在S’的左侧． (D)与主轴有交点,且与S’重合．

光的反射、折射和全反射的理解与应用

光在同一种均匀介质中是沿直线传播的,而光在两种介质的界面处可能发生反射、折射或全反射.正是光的反射、折射和全反射,才使我们"看到"了五彩缤纷的世界.下面就光的传播规律的理解与应用结合例子作一讨论.