談折射現象中折射光線隨界面轉動規律

高成軍

摘要：在人教版高中物理選修34“全反射”一節內容的講授過程中，要做一演示實驗（教材49頁），演示光線由半圓形玻璃磚通過界面射向空氣時，當入射角增大到一定程度，折射光線全部消失，發生全反射的現象。在此實驗過程中，折射光線隨著界面轉動也有一定的轉動規律，把握此規律對處理一些光學習題很有幫助，本文就把折射現象中折射光線隨界面的轉動規律進行總結，以培養學生的知識運用能力與研究創新能力。

關鍵詞：物理；折射；轉動規律

中圖分類號：G633.7文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2015）09-094-1

一、光從空氣射向玻璃時折射光線隨界面的轉動規律

如圖1所示，入射光線以入射角i從空氣射入玻璃，對應的折射角是r。當玻璃磚以O點為圓心順時針轉過θ角度時，折射光線將如何轉動呢？如果逆時針轉過θ角度呢？

分析：由已知條件可知，該玻璃磚的折射率

n=sinisinr>1。

當玻璃磚的界面轉過θ角時，法線也跟著轉過θ角度，入射角為i+θ，假設折射光線的位置不發生變化，則折射角變為r+θ，則有：

n′=sin（i+θ）sin（r+θ）>1，由數學知識可知

n′=sin（i+θ）sin（i+θ）由于玻璃磚的折射率對于同一光束不會發生變化，因此假設折射光線不轉動是不可能的，界面順時針轉過θ角后，折射角一定小于r+θ，折射光線應該順時針轉動。

如果玻璃磚逆時針轉過θ角。（如圖2），θ