【光的折射定律】光在从一种介质进入另一种介质时，其传播方向会发生改变，这种现象称为光的折射。折射现象遵循一定的物理规律，即“光的折射定律”，也称斯涅尔定律（Snell's Law）。该定律描述了入射光线、折射光线和法线之间的关系，是光学中的基础内容之一。
一、光的折射定律总结
当光从一种均匀介质进入另一种均匀介质时，其传播方向发生偏转，这一现象称为折射。根据实验和理论分析，光的折射遵循以下两个基本定律：
1. 入射光线、折射光线与法线在同一平面内：三者位于同一平面内，且法线是垂直于界面的直线。
2. 入射角与折射角的正弦之比为常数：即 $\frac{\sin i}{\sin r} = \frac{n_2}{n_1}$，其中 $i$ 是入射角，$r$ 是折射角，$n_1$ 和 $n_2$ 分别是两种介质的折射率。
二、光的折射定律关键参数对比表
| 参数 | 定义 | 单位 | 说明 |
| 入射角（i） | 入射光线与法线之间的夹角 | 度（°） | 入射光线与法线之间的角度 |
| 折射角（r） | 折射光线与法线之间的夹角 | 度（°） | 折射光线与法线之间的角度 |
| 法线 | 垂直于界面的直线 | — | 用于确定入射角和折射角的方向 |
| 折射率（n） | 表示光在介质中传播速度的比值 | 无量纲 | $n = \frac{c}{v}$，其中 $c$ 为真空中光速，$v$ 为介质中光速 |
| 斯涅尔定律公式 | $\frac{\sin i}{\sin r} = \frac{n_2}{n_1}$ | — | 描述入射角与折射角的关系 |
三、典型应用与实例
- 透镜成像：凸透镜和凹透镜利用折射原理聚焦或发散光线。
- 光纤通信：光在光纤内部通过全反射传播，实现远距离信息传输。
- 水下物体看起来更浅：由于光从水中进入空气时发生折射，导致人眼看到的物体位置比实际位置高。
- 棱镜分光：不同波长的光在棱镜中折射角度不同，产生色散现象。
四、注意事项
- 当光从光密介质进入光疏介质时，若入射角大于临界角，会发生全反射现象。
- 折射率随温度、压力和光的波长而变化，因此在精密测量中需考虑这些因素。
- 实际应用中，还需考虑介质的非均匀性和表面粗糙度对光路的影响。
五、结语
光的折射定律是理解光行为的基础，广泛应用于光学仪器、通信技术、成像系统等多个领域。掌握这一规律不仅有助于学习光学知识，还能提升解决实际问题的能力。
