當光從一種介質斜射入另一種介質時，它的傳播方向一般會發生變化，這種現象叫做光的折射。而折射率，是衡量折射程度的衡量量，是入射角的正弦與折射角的正弦比，是入射光速與折射光速的反比，這就是折射定律。而正弦函式，是直角三角形夾角的對邊與斜邊的比。如果將入射光與法線組成一個入射直角三角形，入射光與法線夾角的正弦，就應該是這個直角三角形對邊與斜邊的比，而折射定律並沒有這方面的內容，顯然法線是不能做為該三角形斜邊的，法線作為斜邊，正弦的比就會與入射光無關了，據此就只能選擇入射光作為該直角三角形的斜邊，選擇垂直於法線的直線為入射夾角的對邊，因此入射夾角的正弦就是垂法線與入射光速的比值。同理，折射角的正弦就是垂法線與折射光速的比。如果入射光的垂法線叫上垂法線，折射光的垂法線就叫下垂法線，那么當入射光速大於折射光速時，在單位的時間內入射光的光程就會大於折射光的光程，入射光的三角形就會大於折射光的三角形，上垂法線就會比下垂法線要長，此時就會得不出折射率的正弦比會等於入射光速與折射光速成反比的等式，就會造成折射定律無法去解釋光的色散性。
基本介紹
- 中文名：光折射效應
- 外文名：photorefractive effect
- 提出者：阿斯金(Ashkin）
- 提出時間：1966年
- 套用學科：物理
基本定義,發現,產生原因,套用,現象解釋,折射和顏色,光射到水中為什麼會發生折射效應,
基本定義
光折射效應是指根據光強度的空間分布，通過一級光電效應局部地改變介質折射率的現象。
發現
光折射效應於1966年由阿斯金(Ashkin）等人從LiNbO3及LiTaO3晶體中發現的。
產生原因
該效應產生的原因是空間光強梯度分布不同而引起的光學特性的變化。能引起該效應的光強度大約幾個毫瓦每平方毫米，光強度小是它的特點。
套用
光從空氣射入水中的光路圖，折射光線與法線的夾角叫做折射角。實驗表明，光從空氣斜射入水或其他介質中時，折射光線與入射光線，法線在同一平面上，折射光線與入射光線分居法線兩側，折射角小於入射角，入射角增大時，折射角也隨著增大，當光線垂直射向介質表面時，傳播方向不改變。
如果讓光線逆著折射光線的方向從水或其他介質射入空氣中，可以看到，進入空氣中的折射光線就逆著原來入射光線的方向射出，就是說，在折射中光路也是可逆的。
看起來不過齊腰深的池水，不會游泳的人可千萬不要冒失下去，因為它實際深度將沒過胸部，可能會使你驚慌失措而發生危險。為什麼呢？
這是因為從池底的一點A射向空氣的光線，在水面處發生折射，折射角大於入射角，眼睛逆著折射光線看去，覺得好像是從水中的A1點射來的（示意圖），眼睛看到的是A點的虛像A1，A1在A的上方，所以看起來池底升高，池水變淺了。
現象解釋
折射和顏色
當白光通過無色玻璃和各種寶石的碎片時，就會形成鮮艷的各種顏色的光，這一事實早在牛頓的幾個世紀之前就已有了解，可是直到十七世紀中葉以後，才有牛頓通過實驗研究了這個問題。
牛頓首先做了一個有名的三稜鏡實驗，他在著作中記載道：“1666年初，我做了一個三角形的玻璃稜柱鏡，利用它來研究光的顏色。為此，我把房間裡弄成漆墨的，在窗戶上做一個小孔，讓適量的日光射進來。我又把稜鏡放在光的入口處，使折射的光能夠射到對面的牆上去，當我第一次看到由此而產生的鮮明強烈的光色時，使我感到極大的愉快。”牛頓的實驗設計如下圖：通過這個實驗，在牆上得到了一個彩色光斑，顏色的排列是紅、橙、黃、綠、青、藍、紫．牛頓把這個顏色光斑叫做光譜。
光射到水中為什麼會發生折射效應
這是因為光在空氣中和水中的傳播速度不同。
是由於這兩種介質的密度不相同。所以光從一種介質進入另一種介質，便會發生折射。
同樣，光在空氣中也會有折射的，這是因為空氣上下的密度不相同，離地面越高的地方，空氣越稀薄，所以密度越小。當太陽光射向地球時，它的折射規律與光線從空氣射入水中的規律完全相同。
