光
光：折射、全反射与干涉
Optics · $n=\dfrac{\sin\theta_1}{\sin\theta_2}$
光是一种电磁波。这一章学几何光学（折射、全反射）和波动光学（干涉、衍射、偏振）——光到底是什么波。
①
折射定律
$n=\sin\theta_1/\sin\theta_2$
②
全反射
临界角 $\sin C=1/n$
③
干涉
双缝/薄膜
④
衍射偏振
证明光是横波
开场场景：筷子插水里看着’折断’了——光在水面拐弯（折射）。肥皂泡上彩色花纹是光的干涉。
卡必背公式 / 记忆口诀
折射定律：$n_1\sin\theta_1=n_2\sin\theta_2$；折射率 $n=c/v$
全反射临界角：$\sin C=\dfrac{1}{n}$（光从光密射向光疏）
双缝干涉条纹间距：$\Delta x=\dfrac{L}{d}\lambda$
偏振：证明光是横波；3D 电影用偏振片
口诀：口诀：光密到光疏、入射角大于临界角就全反射；光纤就是全反射
义是什么
折射：光从一种介质进另一种方向偏折，$n=\sin\theta_1/\sin\theta_2=c/v$。水、玻璃 $n>1$。全反射：光从水/玻璃射向空气，入射角大于临界角时全部反射不折射——光纤通信的原理。
光的干涉：杨氏双缝、薄膜干涉（肥皂泡彩色）证明光是波。偏振：证明光是横波。
路怎么想到的
色散：白光经三棱镜分成七色——不同色光折射率不同。增透膜：照相机镜头紫蓝色，利用薄膜干涉反射光相消。
例题：三道计算
例1：光从空气射入水，入射角 45°，水 $n=4/3$，折射角？
$\sin\theta_2=\sin45°/n$。
$\sin\theta_2=0.707/1.333=0.53$，$\theta_2\approx\mathbf{32°}$。
例2：玻璃 $n=1.5$，临界角？
$\sin C=1/n$。
$\sin C=1/1.5=0.667$，$C\approx\mathbf{42°}$。
例3：水中光源发出的光，入射角大于多少就全反射不出水面？
即临界角，$n=4/3$。
$\sin C=3/4$，$C\approx\mathbf{49°}$。
用途与案例
通信：光纤
光在玻璃芯线内壁反复全反射，传几百公里不泄漏。
生活：彩虹
阳光在水滴中折射+内反射+色散分成七色。
展往哪儿长
初中：光的直线传播、反射。高中：折射、全反射、干涉衍射偏振。后续：光电效应（选必三）揭示光的粒子性——光有波粒二象性。
防坑警示
全反射条件：光从光密→光疏（水→空气），不是反过来。干涉衍射证明波动性，光电效应证明粒子性，二者都对。
练习
基础：折射率 $n$ 与光速关系？
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$n=c/v$，介质中光速 $v=c/n错了或卡壳？回到本章对应段落，把例题再顺一遍。
进阶：金刚石 $n=2.4$，临界角？
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$\sin C=1/2.4=0.417$，$C\approx\mathbf{25°}$（小临界角→闪闪发光）。做对了？很好，下一题/下一章走起。
错了或卡壳？回到本章对应段落，把例题再顺一遍。
错了或卡壳？回到本章对应段落，把例题再顺一遍。
思考：3D 电影利用光的什么性质？
查看解答
偏振：两偏振方向垂直的画面分别送入左右眼。做对了？很好，下一题/下一章走起。
错了或卡壳？回到本章对应段落，把例题再顺一遍。
错了或卡壳？回到本章对应段落，把例题再顺一遍。