- 光的折射率和波长
光的折射率和波长是两个不同的物理量,它们之间有一定的关系。
折射率是光在真空中的传播速度与在介质中的传播速度之比,它反映了光在介质中传播时的折射性质。折射率与介质的性质有关,一般随波长的增加而减小。例如,在水中,折射率约为1.33,而在玻璃中约为1.5。
波长则是描述光波频率或波粒二象性的一个基本概念,表示光波的一个振动周期内传播的距离。波长与光的颜色有关,不同波长的光具有不同的波长。
总之,折射率和波长是两个不同的物理量,它们之间没有直接的数学关系。但是,对于某些特定的介质,折射率和波长之间存在一定的经验关系,例如斯涅尔定律。
相关例题:
题目:
一束光线从空气射入水中,已知入射光线与法线的夹角为60度,折射光线与法线的夹角为30度。求这束光线的折射率和波长。
解答:
首先,我们需要知道折射率与波长的关系。在光密介质中,折射率越大,波长越短。反之,折射率越小,波长越大。
设入射角为i,折射角为r,折射率为n,光在空气中的波长为$lambda_{0}$,在水中的波长为$lambda$。
i + r = 90度
又因为光的折射定律n = frac{sin i}{sin r},可以得到折射率n的表达式:
n = frac{sin 60度}{sin 30度} = frac{sqrt{3}}{2}
再根据光在空气和水中的波长关系:lambda = lambda_{0} cdot frac{n}{sintext{ }i},其中i为入射角,可以得到波长lambda的表达式:
lambda = lambda_{0} cdot n cdot sintext{ }i / sintext{ }r = lambda_{0} cdot n / sintext{ }60度 = lambda_{0} cdot sqrt{3}/2
所以,这束光在水中的波长为:
lambda = 2lambda_{0} / sqrt{3} = 2 times 400nm / sqrt{3} = 444nm
因此,这束光的折射率为n = frac{sqrt{3}}{2},波长为444nm。
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