初中现象 · 高中 · 折射与全反射
怎样把光留在水里?
平面界面,无吸收,非偏振入射光。让水中的光越来越贴近界面。
光的转弯:问题从哪里来?
光跨过介质界面会改变方向。水中观察、棱镜与光纤可以用同一个角度关系联系起来,但全反射有明确的入射方向条件。
读一段背景,带着问题动手
从观察到解释
把证据带回纸上
展开关系与推导
n₁sinθ₁=n₂sinθ₂;n₁>n₂时临界角arcsin(n₂/n₁)。强度由非偏振Fresnel平均计算,R+T=1。
固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。
先预测,再用证据解释
把这次发现,留给下次的自己
跨过临界角后,折射光去了哪里?
换个条件,再试一次
低折射率进入高折射率,能靠增大入射角全反射吗?
看哪里?
旋转查看装置连接与相对位置。用装置旁滑块改变条件,二维、三维和读数来自同一状态;尺寸为示意。
仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。
尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。
先修与两种探索深度
先认识折射与全反射涉及的量与单位:入射侧折射率(无量纲)、透射侧折射率(无量纲)、相对法线入射角(°)。初中现象 · 高中为内容层次提示,未核对具体教材。
先看现象:让水中的光越来越贴近界面。
再做定量:保持其他条件,比较相对法线入射角与反射能流比(无量纲),再对照下方关系。
模型、来源与核验边界
n₁sinθ₁=n₂sinθ₂;n₁>n₂时临界角arcsin(n₂/n₁)。强度由非偏振Fresnel平均计算,R+T=1。
对照核验提示:仍能透出:水到空气,30°;留在水里:介质不变,60°。按这些题设自己操作并比较反射能流比,不把参考情景当个人完成。
适用范围:无吸收平面界面、非偏振光Fresnel能流。箭头方向真实,线条亮度示意;只有高折射率向低折射率才可能全反射。
Britannica · Snell’s law(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗
本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。