夏靖欣 湖北省武漢市第十一中學
在高中物理學習中,光學知識是一個重要的構成板塊,而折射與反射,則是光學知識的基礎,在考試中也經常涉及。不僅如此,折射與反射,在生活中也非常普遍,加深對二者的認識理解,有助于提高我們的物理素養,讓我們在遭遇相關問題的時候,能夠實現有效解決。
概念就是對物理名詞的文字定義,通過概念可以看出其基本的內涵。下面就對折射與反射的概念進行對比。
折射:折射就是指的光線從一種透明介質斜射到另一種透明介質當中,光線傳播方向發生偏折的現象,這種現象就被稱之為折射。
反射:反射就是指的光波、聲波、電磁波等在傳播過程中,遭遇媒介阻擋,在兩種媒介界面發生傳播方向折回,重新在原物質中傳播的現象。
從折射與反射的概念上來看,可以看出一個很明顯的差異,那就是折射現象發生在新的媒介當中,光線在新的物質中傳播。而反射現象發生在兩個媒介的界面,光線會回到原物質中進行傳播。所以二者發生的環境是不一樣的。
釋例:小明在河邊釣魚,看到水中的魚兒在快速游動,距離水面很近,那么小明能夠看到水中的魚兒,是因為哪種現象的存在?對于這樣一個問題,涉及到的知識點較多,人眼可以看到物體,最主要的原因是要有光線。而水中魚兒的光線,來自于天上的太陽,太陽光線從空氣中進入水中,傳播介質發生了改變,這和折射的概念是相符合的,所以就涉及到了折射這個現象。
除了概念上的差異之外,在過程上,折射與反射也存在一定的區別。
折射過程:光線在一種透明物質中傳播,達到另一種透明物質界面時,傳播線路發生偏折,然后在新的透明物質中繼續傳播。在這一過程中,就涉及到了入射光線、折射光線、入射角和折射角這樣幾個基本的知識點。
反射過程:光線在一種物質中傳播,達到另一種物質界面時,傳播線路折回,返回到原物質當中繼續傳播。在這一過程中,就涉及到了入射光線、反射光線、入射角和反射角。
在折射過程中,入射角與反射角處在不同的物質內,而且兩個角的大小不同。不僅如此,從光線強弱上來講,折射光線的強度要低于入射光線,因為在發生折射的時候,有部分光線發生了發射,所以折射光線的強度相對而言要弱一些。在反射過程中,入射角和反射角處在同一物質內,二者的大小也是相等的。但是,反射光線和入射光線相比,強度也要弱一點,這一點和折射是一樣的,因為部分光線會發生損失。由此可以看出,折射和反射在過程中有相似之處,也有不同之處。
釋例:波光粼粼一詞涉及到了什么物理現象?這是一個看似簡單,但是卻容易出錯的問題。波光粼粼是一種現象,一般是指在太陽光照耀下,水面涌動泛起粼粼波光的現象,也就是水面看起來比較耀眼。對于這樣一個現象,實際上涉及到了兩種光學現象,那就是折射與反射。太陽光射在水面上會產生折射,因為空氣和水都是透明介質,符合折射的發生條件。但是,又不僅僅是發生折射,水面具有一定的反射效果,可以對來自空氣的太陽光產生反射,這也是水面看起來耀眼的原因,就是因為水面反射了部分太陽光,所以才會覺得刺眼。
在反射和折射上,原理之間的區別,也是需要探究的。在反射上,反射率是一個關鍵,對反射光線存在很大的影響。而在折射方面,折射率則是一個重點,影響到了折射角和折射光線的強度。
反射率:反射率也可以稱之為反射本領,其就是反射光線強度和入射光線強度的比值。對于不同的材料而言,其界面反射率是不同的。不僅如此,同一種材料界面,對波長不同的光線,對應的反射率也是不一樣的,這個現象被稱為選擇反射。比如金元素材料,反射的選擇性就很強,綠光的反射率只有50%左右,而紅光的反射率超過了90%,差別非常大。
折射率:折射率指的是光在真空中的傳播速度和在某種介質中傳播速度的比值。材料的折射率越高,入射光線發生折射的能力也就越強。
通過對比可以發現,反射率是光線強度的比值。而折射率,是光線傳播速度的比值,二者對比的指標不一樣。不僅如此,折射率主要是由材料本身所決定的,即一種材料的折射率是固定的,不會發生變化。而反射率不僅和材料本身性質相關,還與入射光線的入射角度存在聯系,入射角越大,反射率越低。
通過多方面的對比可以發現,折射與反射雖然都是光線傳播過程中產生的光學現象,但是二者在概念、過程和原理等方面都存在很多不同。在學習高中物理的時候,就需要對折射與反射之間的區別差異形成深入的了解和掌握,準確抓住知識的關鍵點,提高學習效率。
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