折射与透镜

光换了介质，速度就变，因此在界面上拐弯。支配这次拐弯的是斯涅尔定律 n₁ sinθ₁ = n₂ sinθ₂。进入越慢的介质，光就越贴着法线。折射率是真空中的光速除以该介质中的光速，表示光在那种介质里慢下多少。移动入射角和 n₂，折射角怎样跟着变就显出来。进入更慢的一侧，就贴得更紧一些了。

光从慢的介质走到快的介质时，折射角大于入射角。把入射角一直加大，会有折射角碰到 90 度的那一瞬，那个角叫作临界角 θc = asin(n₂/n₁)。再大，光一条也出不去，全部反射。光纤正是用这次全反射把光关起来，送到远处。金刚石的折射率很高，临界角很小，进去的光经过多次全反射，所以闪。关起来，就是送到远处的办法。

薄透镜只靠折射成像。物距 u、像距 v、焦距 f 之间成立 1/f = 1/u + 1/v 的关系。物体在焦点以外，对面出现倒立的实像。进到焦点以内，同一侧出现正立的虚像。把物体放在焦点内侧、放大来看的放大镜，用的就是这个虚像。推拉物体，像在哪里、有多大，就跟着动。焦点内外，分开实像和虚像。

焦距的符号决定透镜的性格。焦距为正，是会聚光的凸透镜。为负，是发散光的凹透镜。凹透镜永远只做出又小又正立的虚像。放大率是 m = -v/u，符号告诉正立还是倒立，大小告诉放大还是缩小。矫正近视的眼镜是焦距为负的凹透镜，预先把进入眼睛的光散开，让像落在视网膜上。把焦距左右移动，像就在实像和虚像之间来回。符号决定会聚和发散。

像结在哪里，只用三条代表光线就能作图。平行于光轴来的光线，过了透镜穿过焦点。穿过透镜中心的光线，不拐弯，照直走。过了前方焦点的光线，在透镜后面平行于光轴出去。三条光线重新相遇的点，就是像点。定像的位置，两条光线就够，第三条光线是核对结果对不对的验算。移动物体，三条光线总在同一个地方相遇。两条定位置，第三条来核对它。