幾何光學：反射/折射

描述

P5.1.1.1 光在平面和曲面鏡上的反射

P5.1.1.2 光在平面上的折射以及棱鏡和透鏡中的光線路徑研究

 

通常，光的傳播可以簡單地用光線路徑來描述。這方面的例子包括光在鏡子、透鏡和棱鏡中的光線路徑，使用截面模型進行說明。

 

實驗P5.1.1.1檢查了平面鏡反射如何形成鏡像，並展示了光線路徑的可逆性。反射定律在實驗中得到了驗證：

\(\alpha =\beta\)

 

進一步的實驗目標包括平行光束在凹面鏡焦點處的反射，凸面鏡反射中虛擬焦點的存在，焦距與曲面鏡彎曲半徑之間的關係，以及曲面鏡反射形成的實像和虛像。

 

實驗P5.1.1.2涉及光從一種介質進入另一種介質時的方向改變，並定量驗證了W. Snell發現的折射定律：

\(\frac {\sin \alpha}{\sin \beta}= \frac {n_2}{n_1}\)

 

這個實驗主題還研究了從高折射率介質到低折射率介質的全反射、平行光束在會聚透鏡焦點處的聚集、平行光束通過發散透鏡時虛焦點的存在、透鏡成像時形成的實像和虛像以及光線通過棱鏡的路徑。