折射角计算器是一款在线工具,旨在根据两种介质的折射率和进入第二种介质的光的入射角来简化折射角的计算。该工具利用 斯内尔定律,一个以简洁且可预测的方式关联这些变量的公式。
折射角计算器的公式
斯涅尔定律表述如下:
地点:
- n1n1(第一介质的折射率)表示光在第一介质中减慢的程度。
- θ1θ1(入射角)是光线照射到物体上的角度 边界 两种媒体之间。
- n2n2(第二介质的折射率)表示光 速度 改变第二介质。
- θ2θ2(折射角)是光在第二介质中远离边界传播的角度。
求解折射角 (θ2)
要找到 θ2θ2,请重新排列斯涅尔定律:
sin θ2 = (n₁ sin θ₁) / n2
然后,通过取两边的反正弦(arcsin)来计算 θ2θ2:
θ2 = arcsin((n₁ sin θ₁) / n2)
此计算将为您提供折射角,这对于设计镜片、眼镜和各种光学仪器至关重要。
实际应用表
该表提供了快速参考值来估计 θ2θ2,无需详细计算,对于考试和快速检查很有用:
n1n1(空气) | θ1θ1(度) | n2n2(水) | θ2θ2(计算得出) |
---|---|---|---|
1.0 | 30 | 1.33 | 22.33° |
1.0 | 45 | 1.33 | 32.39° |
1.0 | 60 | 1.33 | 40.49° |
折射角计算器示例
让我们计算一下以 30° 入射角从空气进入水中的光的折射角:
- Inputs: n1=1.0n1=1.0 (air), θ1=30°θ1=30°, n2=1.33n2=1.33 (water)
- 计算公式:
θ₂ = arcsin((1.0 * sin(30°)) / 1.33) θ₂ = arcsin((0.5) / 1.33) θ₂ ≈ 22.33°
此输出显示光线将以大约 22.33° 的角度折射到水中。
最常见的常见问题解答
什么是折射率?
折射率测量光在介质中的减慢程度,这对于预测光进入新介质时的弯曲程度至关重要。
如何计算入射角?
入射角通常是从光进入新介质的接触点处的表面法线(垂直线)测量的。
这个计算器可以用于透镜和棱镜吗?
绝对地!该计算器用途广泛,可通过提供准确的折射角度来设计和分析透镜和棱镜中的光行为。