高成軍

摘要：在人教版高中物理選修34“全反射”一節(jié)內(nèi)容的講授過(guò)程中，要做一演示實(shí)驗(yàn)（教材49頁(yè)），演示光線由半圓形玻璃磚通過(guò)界面射向空氣時(shí)，當(dāng)入射角增大到一定程度，折射光線全部消失，發(fā)生全反射的現(xiàn)象。在此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，折射光線隨著界面轉(zhuǎn)動(dòng)也有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律，把握此規(guī)律對(duì)處理一些光學(xué)習(xí)題很有幫助，本文就把折射現(xiàn)象中折射光線隨界面的轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行總結(jié)，以培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力與研究創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：物理；折射；轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律

中圖分類號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2015）09-094-1

一、光從空氣射向玻璃時(shí)折射光線隨界面的轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律

如圖1所示，入射光線以入射角i從空氣射入玻璃，對(duì)應(yīng)的折射角是r。當(dāng)玻璃磚以O(shè)點(diǎn)為圓心順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)θ角度時(shí)，折射光線將如何轉(zhuǎn)動(dòng)呢？如果逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)θ角度呢？

分析：由已知條件可知，該玻璃磚的折射率

n=sinisinr>1。

當(dāng)玻璃磚的界面轉(zhuǎn)過(guò)θ角時(shí)，法線也跟著轉(zhuǎn)過(guò)θ角度，入射角為i+θ，假設(shè)折射光線的位置不發(fā)生變化，則折射角變?yōu)閞+θ，則有：

n′=sin（i+θ）sin（r+θ）>1，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知

n′=sin（i+θ）sin（i+θ）由于玻璃磚的折射率對(duì)于同一光束不會(huì)發(fā)生變化，因此假設(shè)折射光線不轉(zhuǎn)動(dòng)是不可能的，界面順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)θ角后，折射角一定小于r+θ，折射光線應(yīng)該順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。

如果玻璃磚逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)θ角。（如圖2），θ