【折射定律的解释】

折射定律的解释，是利用原始形态的惠更斯原理。这种形式的惠更斯原理，实质上是几何光学的原理，并且严格地说，只有在几何光学适用的

条件下，也即在光波的波长和波阵面的线度相比为无穷小时，才能够加以应用。在这些条件下，它使我们能够导出几何光学的折射定律。假设以 v1 表示第一种媒质中的光波速度，以 v2 表示第二种媒质中的波速。设 i 是波

阵面的法线 OC 与折射媒质表面的法线 OD 之间的夹角，见图 4—4。设在时刻 t=0，波阵面的 C 点到达媒质表面 C 点，和点 O 重合，则在波阵面从 A＇

点到达第二种媒质（点 B）所需的时间为τ，次波便从作为中心的点 O 出发，传播到某一个距离 Of。以点 O1，O2 等为中心的各个次波，到指定时刻

都传播到相应的距离，

■图 4—4

在第二种媒质中给出许多元球面波 f1、f2⋯⋯。按照惠更斯原理，诸元波的包络面，即平面 Bf2f1f，指出波阵面的实在位置。显然

OB =

Of sin r

= A＇B

sini

将数值 A＇B＝v1τ和 Of=v2τ代入式中，得到：

v1τsinr＝b2τsini

或

sin i = v1 = n sin r v2

由此看到，惠更斯的理论解释了折射定律，并且很容易使折射率的数值和傅科在 150 多年以后所做的实验结果相符。应当注意，在折射现象中，光经过两种媒质，所以折射率与两种媒质有关，当光由媒质Ⅰ射入媒质Ⅱ，

这个折射率是指媒质Ⅱ对媒质Ⅰ的相对折射率，通常记作n

21，n21 =

v1 。

光从真空射入某种媒质的折射率，叫做该种媒质的绝对折射率，通常用 n 来表示，显然

n = c