2019 高三基礎物理-4-3~4-4
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中華民國 高中物理教材 99課綱-基礎物理2B-CH4 牛頓運動定律-1 注意：部分動畫無法顯示 參考資料 陈玉芳，物理學史簡明教程 郭奕玲，沈慧君，物理學演義 維基百科 高二物理課本，99課綱 DeltaMOOCx
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2019 高三基礎物理-4-3~4-4
- 3. 折射定律Law of Refraction Willebrord Snellius 第一定律：入射線、法線及折射 線共平面，且入射線與折射線分 別在法線之兩側 第二定律：入射角與折射角之正 弦比值為定值 sin𝜃1 sin𝜃2 = 定值 =折射率 用 n 表示 2019-高三選修物理-CH4-幾何光學 3
- 4. 折射定律Law of Refraction 波速快的區域 進入 波速慢的區域 波速慢的區域 進入 波速快的區域 2019-高三選修物理-CH4-幾何光學 4
- 6. 絕對折射率與光在介質中的速度的關係 𝐶 × Δ𝑡 𝑣 × Δ𝑡 設真空中的光速為c，介質中的光速為v 𝜃1 𝜃2 sin𝜃1 sin𝜃2 = 𝐶 × Δ𝑡 𝑣 × Δ𝑡 𝑛 = 𝑐 𝑣 物質的絕對折射率n >1 n值越大，光線偏折程度較大 光速在其內傳播：較慢 2019-高三選修物理-CH4-幾何光學 6
- 7. 絕對折射率與光在介質中的速度的關係 Material n Vacuum 1.000 Air 1.000277 Water 4/3 Carbon disulfide 1.63 Methylene iodide 1.74 Diamond 2.417 2019-高三選修物理-CH4-幾何光學 7
- 8. 相對折射率 介質1 波速v1，折射率n1 介質2 波速v2 ，折射率n2 𝑛 = 𝑐 𝑣 𝑛1 = 𝑐 𝑣1 𝑛2 = 𝑐 𝑣2 sin𝜃1 sin𝜃2 = 𝑣1 𝑣2 = 𝑛2 𝑛1 ⇒ 𝒏 𝟏𝟐 相對折射率 某單色光自介質 1中射入介質2中，其入射角 與折射角之正弦比值，稱為介質 2相對介質1 的折射率 2019-高三選修物理-CH4-幾何光學 8
- 15. • 物體實際上置於水面下深 h (實深)處 • 眼睛從水面正上方往下觀察，看見物體位於水面下深度he (視深)處 折射的應用-視深與實深 ℎe ℎ 𝑛 𝑛e ℎe 𝑛e = ℎ 𝑛 2019-高三選修物理-CH4-幾何光學 15
- 16. heh 視深公式證明 𝜃1、𝜃2極小 sin 𝜃 ≐ tan 𝜃 tan𝜃2 = 𝑠 ℎ 𝑒 , tan𝜃1 = 𝑠 ℎ 𝑛e × sin𝜃2 = 𝑛 × sin𝜃1 司乃耳定律 sin𝜃2 sin𝜃1 ≐ tan𝜃2 tan𝜃1 𝑛 𝑛 𝑒 = 𝑠 ℎe 𝑠 ℎ = ℎ ℎ 𝑒 ℎe 𝑛e = ℎ 𝑛 觀察者接近 垂直下視 2019-高三選修物理-CH4-幾何光學 16
- 17. 從𝑛 𝑒看𝑛2 → 𝑂′升至O′′ 多層界面（補充） • 以兩層介質說明 • n1>n2>ne • 不考慮全反射 從𝑛2看𝑛1 → 𝑂上升O′ → ℎ1′ 𝑛2 = ℎ1 𝑛1 ℎ 𝑛 𝑒 = 𝐻1 𝑛1 + 𝐻2 𝑛2 + 𝐻3 𝑛3 + ⋯ ℎ 𝑒 𝑛 𝑒 = ℎ2 + ℎ1′ 𝑛2 = ℎ2 𝑛2 + ℎ1 𝑛1 2019-高三選修物理-CH4-幾何光學 17
- 19. 光源 • 全反射只發生在光速慢的介質射向光速快的介質 全反射Total Internal Reflection θc 光速快的介質 n2 光速慢的介質 n1 全反射 ⊙臨界角： 根據司乃耳定律： n1sinθc＝n2sin90o 2 1 sin c n n = 1 2 1 sinc n n − = ⊙全反射的條件： (1)必須由光速慢的介質進入光速快的介質 (2)入射角θi ≥ 臨界角θc θi 介質2 介質1 2019-高三選修物理-CH4-幾何光學 19
- 21. • 光纖 • 透明絲管，與外圍介質的相對折射率大於1，直徑約1~2 m • 光從一端射入，在管內經連續多次的全反射，能量幾乎無損失由另一端 射出，要運用於 光纖通訊 及 醫療 之光導管 全反射的應用-光纖 2019-高三選修物理-CH4-幾何光學 21
- 22. • 光纖 • 透明絲管，與外圍介質的相對折射率大於1，直徑約1~2 m • 光從一端射入，在管內經連續多次的全反射，能量幾乎無損失由另一端 射出，要運用於 光纖通訊 及 醫療 之光導管 全反射的應用-光纖 2019-高三選修物理-CH4-幾何光學 22
- 27. • 可解釋海市蜃樓、夏天柏油路面的鏡面現象。 全反射的應用 溫度高 溫度低的空氣 折射率較大 的空氣 折射率較小 在此位置 光出現全反射 2019-高三選修物理-CH4-幾何光學 27
- 30. Thank for Contoso Ltd. https://mysecretpark.blogspot.com/ your attention 參考資料 陈玉芳，物理學史簡明教程 郭奕玲，沈慧君，物理學演義 維基百科 高三選修物理課本，108課綱 DeltaMOOCx