折射定律

球界面的折射成像 –笛卡兒公式、造鏡者公式

球界面的折射成像 (Refracted Image of the Spherical Interface) –笛卡兒公式、造鏡者公式
臺南市私立光華女子高級中學物理科楊盛智老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

本文將以簡單的幾何推導,說明球狀界面的折射成像情形,並推得笛卡兒及造鏡者公式。

海市蜃樓(Mirage)

海市蜃樓(Mirage)
臺中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

所謂海市蜃樓指的是太陽光在大氣中,因為折射而產生的幻象。海市蜃樓,顧名思義,可以分成海市與蜃樓兩種。

所謂海市是指發生在靠近海邊的陸地上,往海面上觀看時,可以看見海面的上空會出現船隻的幻影,或是在海上航行時,在靠近陸地時,出現在天空中的陸地景像。以前科學不發達時,水手遇到這種幻象曾驚慌發狂的跳入海中。海市形成的原因是海水的比熱比空氣大,因此在夏天或中午的時候,靠近海面的溫度的溫度比高空的溫度低,因此密度大,另外還有一種形成的原因是空氣的熱漲冷縮,造成高空的空氣溫度較高,接近地表的空氣溫度較低。又由於密度大的物體折射率比較小,因此從海邊傳到陸地的光線會全反射回地面,因此在陸地上的人會看到高空中,形成正立的全反射影像,因此又可稱為上全反射。

折射率(Refractive Index)

折射率(Refractive Index)
高雄市立高雄女子高級中學物理科蔡宗賢老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

介質的折射率 $$n$$ 是決定波(光波或聲波等)在此介質中行進的速度。例如:玻璃折射率 $$1.5$$,是表示光在介質中行進的速度,是光在真空中或空氣中行進速度的 $$\frac{1}{1.5}$$ 倍。

折射(Refraction)

折射(Refraction)
高雄市立高雄女子高級中學一年級馬立宜/高雄市立高雄女子高級中學物理科蔡宗賢老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

折射是波因為速度的改變,而造成前進方向改變的現象,這種現象常發生於波從一種介質進入到另一種介質時。光線的折射是最常見的例子,但任何一種形式的波經過不同介質時都會產生折射。例如:當聲波從一種介質進入到另一種介質時,或當水波進入到不同深度的水時,會發生折射的現象。