- 光的折射衰减公式
光的折射衰减公式主要包括以下几种:
1. 菲涅尔公式:该公式考虑了介质折射率、波长、频率和相位差等因素,适用于光线从真空进入介质时的折射现象。
2. 斯涅尔折射定律:该定律适用于光线在各向同性的透明媒质中传播的情况,其数学表达式为n1sinθ1 = n2sinθ2,其中θ是入射角,n1和n2分别是两种介质的折射率。
3. 瑞利公式:该公式适用于高强度光束通过折射率变化较大的气体时,衰减速度较快。
需要注意的是,以上公式只是部分折射衰减公式,具体应用时还需要根据实际情况选择合适的公式。
相关例题:
题目:
假设有一束光线从空气(折射率为n1)射入玻璃(折射率为n2)中,入射角为i,折射角为r。请使用菲涅尔公式来计算光的衰减程度。
步骤:
1. 根据折射定律,写出折射方程:n1sin(i) = n2sin(r)。
2. 使用菲涅尔公式来计算光的衰减程度:1/a = (n2 - n1)²/r² + (n2 + n1)²/πcos²(i)。
3. 将已知的入射角和折射角代入公式,并求解衰减程度。
答案:
假设入射角为60度,折射角为45度,玻璃的折射率为1.5。代入公式可得:
1/a = (1.5 - 1)²/45² + (1.5 + 1)²/(π0.8660.5²) = 0.0046
所以,光的衰减程度约为4.6%。
解释:
菲涅尔公式中的第一项表示介质折射率差引起的衰减,第二项表示相位延迟引起的衰减。在本题中,折射率差引起的衰减占主导地位,因此衰减程度较大。另外,入射角越大,折射角越小,光的相位延迟也越明显,这也会导致光的衰减。
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