潍坊十大高档小区:光波通过透镜为什么会偏折？光的折射的实质是什么？

光的折射

简单的说：在不同的介质中光的速度不一样，传播方向也会发生变化

说的理论一点：费马定理认为光在两点之间传播时，其光程取极值，光程=路径*折射率， 这条定理是几何光学的基础之一

光的折射：光由一种介质（物质）斜射到另一种介质传播方向发生改变这种现象叫光的折射。
惠更斯提出：假定一平面波的波面从左上方落到空气与玻璃（或任何另的两种介质）的界面上。当这列波的波面是在aa′的位置时，它与界面在a点相遇，从该点便发出一球面子波传入玻璃中。随着波面在空气中继续前进，从b点、c点等依次发出其它子波。图中相当于前进着的波面到达dd′位置的情况，这时从d点刚刚正发出玻璃中的子波。为了找到玻璃中波面的位置，我们要作所有子波的包络线，在此情形下，它将是一条直线。如果像图中所假定的那样，认为光在玻璃中的速度小于在空气中的速度（就是玻璃中球面子波的半径小于空

气中相邻波面之间的距离），那么玻璃中的波面就会向下倾斜，折射光就比入射光更接近垂直线了；这正是光从空气进入玻璃时实际发生的情形。要是玻璃中的光速比空气中大，就会发生相反的情况。为了求出入射角i与折射角r之间的关系，可考虑两个有公共斜边的直角三角形bde和bdf。根据正弦函数的定义：

第（1）式除以第（2）式，便得

式中V（空气）和V（玻璃）是光在这两种介质中的速度。这个公式表明，两个正弦函数之比（称为折射率）等于两种介质中的光速之比。即稠密介质（如玻璃）中的光速度小于稀疏介质（如空气）中的光的速度。这正好是修正后的斯涅耳定律。

关于这个问题可以从两个角度回答。
1.根据Maxwell方程组的积分形式以及介质的电磁性质方程，结合两种介质的分界面上电磁场的边值关系，可以得出光的折射定律和菲涅尔公式。前者是nsinI=n'sinI'，n和n'分别是第一种介质和第二种介质的折射率，I是入射光线和法线的夹角，I'是折射光线和法线的夹角。由于透镜材料和空气是两种折射率不同的介质，所以I'不等于I，即光会改变方向，发生偏折。
2.根据费马原理，光是沿着光程为极值的路径传播的。这是几何光学的最基本的定律，整个几何光学都是建立在费马原理的基础上的。（费马原理的来历就复杂了，要利用Maxwell方程组，得到标量波方程，然后可以得到费马原理的拉格朗日表述；也可以对于两点之间具有单值波面的情况，利用标量场的梯度是无旋场和斯托克斯定理部分证明费马原理）。光程是光在介质中传播的距离乘以介质的折射率，即S＝nL，S是光程，L是距离。光程为极值，可以是极小值、极大值或稳定值。（稳定值的情况如椭球面的一个焦点发出的光经椭球面反射后会到达另一个焦点）。费马原理可以解释光在各向同性均匀介质中的直线传播定律、光的反射定律和光的折射定律。如果您画出介质1中的一个点A，要求它经过光滑界面折射后到达介质2中的另一个点B，问应当经过界面的哪个点O折射？设界面是水平的，如果A到B的水平距离为L，A到界面的垂直距离为y1,B到界面的垂直距离为y2，A到O的水平距离为x，则B到O的水平距离为L-x，写出A点到B点的光程，然后写出极值条件，即光程的一阶导数为零，这里只有x一个变量，即可得到折射定律。

光的折射的实质是电磁波入射于第二种介质时它的能量被介质中的微观粒子吸收，产生了极化和受迫振动，并向周围发出次波。很多的粒子发出的次波在介质中迭加，其他方向的波相消了，而在某一方向具有最大的电场强度，这个方向就是折射波的方向。