夏靖欣 湖北省武漢市第十一中學(xué)
在高中物理學(xué)習(xí)中,光學(xué)知識(shí)是一個(gè)重要的構(gòu)成板塊,而折射與反射,則是光學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ),在考試中也經(jīng)常涉及。不僅如此,折射與反射,在生活中也非常普遍,加深對(duì)二者的認(rèn)識(shí)理解,有助于提高我們的物理素養(yǎng),讓我們?cè)谠庥鱿嚓P(guān)問題的時(shí)候,能夠?qū)崿F(xiàn)有效解決。
概念就是對(duì)物理名詞的文字定義,通過概念可以看出其基本的內(nèi)涵。下面就對(duì)折射與反射的概念進(jìn)行對(duì)比。
折射:折射就是指的光線從一種透明介質(zhì)斜射到另一種透明介質(zhì)當(dāng)中,光線傳播方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象就被稱之為折射。
反射:反射就是指的光波、聲波、電磁波等在傳播過程中,遭遇媒介阻擋,在兩種媒介界面發(fā)生傳播方向折回,重新在原物質(zhì)中傳播的現(xiàn)象。
從折射與反射的概念上來(lái)看,可以看出一個(gè)很明顯的差異,那就是折射現(xiàn)象發(fā)生在新的媒介當(dāng)中,光線在新的物質(zhì)中傳播。而反射現(xiàn)象發(fā)生在兩個(gè)媒介的界面,光線會(huì)回到原物質(zhì)中進(jìn)行傳播。所以二者發(fā)生的環(huán)境是不一樣的。
釋例:小明在河邊釣魚,看到水中的魚兒在快速游動(dòng),距離水面很近,那么小明能夠看到水中的魚兒,是因?yàn)槟姆N現(xiàn)象的存在?對(duì)于這樣一個(gè)問題,涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多,人眼可以看到物體,最主要的原因是要有光線。而水中魚兒的光線,來(lái)自于天上的太陽(yáng),太陽(yáng)光線從空氣中進(jìn)入水中,傳播介質(zhì)發(fā)生了改變,這和折射的概念是相符合的,所以就涉及到了折射這個(gè)現(xiàn)象。
除了概念上的差異之外,在過程上,折射與反射也存在一定的區(qū)別。
折射過程:光線在一種透明物質(zhì)中傳播,達(dá)到另一種透明物質(zhì)界面時(shí),傳播線路發(fā)生偏折,然后在新的透明物質(zhì)中繼續(xù)傳播。在這一過程中,就涉及到了入射光線、折射光線、入射角和折射角這樣幾個(gè)基本的知識(shí)點(diǎn)。
反射過程:光線在一種物質(zhì)中傳播,達(dá)到另一種物質(zhì)界面時(shí),傳播線路折回,返回到原物質(zhì)當(dāng)中繼續(xù)傳播。在這一過程中,就涉及到了入射光線、反射光線、入射角和反射角。
在折射過程中,入射角與反射角處在不同的物質(zhì)內(nèi),而且兩個(gè)角的大小不同。不僅如此,從光線強(qiáng)弱上來(lái)講,折射光線的強(qiáng)度要低于入射光線,因?yàn)樵诎l(fā)生折射的時(shí)候,有部分光線發(fā)生了發(fā)射,所以折射光線的強(qiáng)度相對(duì)而言要弱一些。在反射過程中,入射角和反射角處在同一物質(zhì)內(nèi),二者的大小也是相等的。但是,反射光線和入射光線相比,強(qiáng)度也要弱一點(diǎn),這一點(diǎn)和折射是一樣的,因?yàn)椴糠止饩€會(huì)發(fā)生損失。由此可以看出,折射和反射在過程中有相似之處,也有不同之處。
釋例:波光粼粼一詞涉及到了什么物理現(xiàn)象?這是一個(gè)看似簡(jiǎn)單,但是卻容易出錯(cuò)的問題。波光粼粼是一種現(xiàn)象,一般是指在太陽(yáng)光照耀下,水面涌動(dòng)泛起粼粼波光的現(xiàn)象,也就是水面看起來(lái)比較耀眼。對(duì)于這樣一個(gè)現(xiàn)象,實(shí)際上涉及到了兩種光學(xué)現(xiàn)象,那就是折射與反射。太陽(yáng)光射在水面上會(huì)產(chǎn)生折射,因?yàn)榭諝夂退际峭该鹘橘|(zhì),符合折射的發(fā)生條件。但是,又不僅僅是發(fā)生折射,水面具有一定的反射效果,可以對(duì)來(lái)自空氣的太陽(yáng)光產(chǎn)生反射,這也是水面看起來(lái)耀眼的原因,就是因?yàn)樗娣瓷淞瞬糠痔?yáng)光,所以才會(huì)覺得刺眼。
在反射和折射上,原理之間的區(qū)別,也是需要探究的。在反射上,反射率是一個(gè)關(guān)鍵,對(duì)反射光線存在很大的影響。而在折射方面,折射率則是一個(gè)重點(diǎn),影響到了折射角和折射光線的強(qiáng)度。
反射率:反射率也可以稱之為反射本領(lǐng),其就是反射光線強(qiáng)度和入射光線強(qiáng)度的比值。對(duì)于不同的材料而言,其界面反射率是不同的。不僅如此,同一種材料界面,對(duì)波長(zhǎng)不同的光線,對(duì)應(yīng)的反射率也是不一樣的,這個(gè)現(xiàn)象被稱為選擇反射。比如金元素材料,反射的選擇性就很強(qiáng),綠光的反射率只有50%左右,而紅光的反射率超過了90%,差別非常大。
折射率:折射率指的是光在真空中的傳播速度和在某種介質(zhì)中傳播速度的比值。材料的折射率越高,入射光線發(fā)生折射的能力也就越強(qiáng)。
通過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),反射率是光線強(qiáng)度的比值。而折射率,是光線傳播速度的比值,二者對(duì)比的指標(biāo)不一樣。不僅如此,折射率主要是由材料本身所決定的,即一種材料的折射率是固定的,不會(huì)發(fā)生變化。而反射率不僅和材料本身性質(zhì)相關(guān),還與入射光線的入射角度存在聯(lián)系,入射角越大,反射率越低。
通過多方面的對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),折射與反射雖然都是光線傳播過程中產(chǎn)生的光學(xué)現(xiàn)象,但是二者在概念、過程和原理等方面都存在很多不同。在學(xué)習(xí)高中物理的時(shí)候,就需要對(duì)折射與反射之間的區(qū)別差異形成深入的了解和掌握,準(zhǔn)確抓住知識(shí)的關(guān)鍵點(diǎn),提高學(xué)習(xí)效率。
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