Формула полного отражения: Sin 0 = , n – показатель преломления, 0 –предельный угол полного отражения.

- Внимательно прочтите предложенный текст, выполните приведённое после него задание.

- Выполненное домашнее задание можно направлять на мою электронную почту или в контакте, можно в виде фото листа тетради. Степанова Л.В.-адрес электронной почты: lora01051966@mail.ru

- Известно что, одновременно с отражением волн на границе раздела сред, как правило, происходит и преломление волн.

Преломление - это явление,возникающее на границе раздела двух прозрачных сред, когда свет переходит из одной среды в другую, изменив направление распространения.

Угол между преломленным лучом и перпендикуляром, восставленным к границе раздела двух сред в точке падения луча, мы будем называть углом преломления.

- угол падения, – угол преломления, – угол отражения.

, если вторая среда оптически плотнее первой, , если вторая среда оптически менее плотная ,чем первая.

Преломление света на границе двух сред даёт парадоксальный зрительный эффект: пересекающие границу раздела прямые предметы в более плотной среде выглядят образующими больший угол с нормалью к границе раздела (то есть преломлёнными «вверх»); в то время как луч, входящий в более плотную среду, распространяется в ней под меньшим углом к нормали (то есть преломляется «вниз»). Этот же оптический эффект приводит к ошибкам в визуальном определении глубины водоёма, которая всегда кажется меньше, чем есть на самом деле.

А преломление света в земной атмосфере приводит к тому, что мы наблюдаем восход Солнца несколько раньше, а закат несколько позже, чем это имело бы место при отсутствии атмосферы.

Первые упоминания о преломлении света в воде и стекле встречаются в труде Клавдия Птолемея «Оптика», вышедшем в свет во втором веке нашей эры. А непосредственно сам закон преломления света был открыт опытным путем голландским ученым Виллебордом Снеллиусом в 1621 году. Однако результаты многочисленных экспериментов по оптике им опубликованы не были. Позже, после смерти ученого, они были обнаружены в архивах Рене Декартом, который использовал их при написании своих «Рассуждений о методе ...» в приложении "Диоптрика" в 1637 году.

После открытия Снеллиуса несколькими учеными была выдвинута гипотеза о том, что преломление света обусловлено изменением его скорости при переходе через границу двух сред. Её справедливость была подтверждена теоретическими доказательствами, выполненными независимо друг от друга французским математиком Пьером Ферма в 1662 году и голландским физиком Христианом Гюйгенсом в 1690 году.

Законы:

1)Лучи падающий и преломленный лежат в одной плоскости с перпендикуляром, восстановленным в точке падения луча к границе раздела двух сред.

2) Закон преломления света: отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред (равно отношению скорости распространения света в первой среде к скорости распространения света во второй среде).

Абсолютным показателем преломления называется отношение скорости распространения световой волны в вакууме к ее скорости распространения в данной среде.

Относительный показатель преломленияпоказывает, во сколько раз скорость света в первой по ходу луча среде отличается от скорости распространения света во второй среде.

Существуют таблицы значений абсолютных показателей преломления.

Помимо этого, показатель преломления будет зависеть не только от скорости света в данной среде, но и от физических свойств и состояния среды (т.е. от температуры, плотности, упругости), а также от длины волны падающего света.

Рассмотрим, что будет происходить со световой волной, если увеличивать угол ее падения. По мере увеличения угла падения при его некотором значении a₀ угол преломления станет равным 90⁰, т.е. свет не будет попадать во вторую среду.

Энергия преломленной волны при этом станет равной нулю, а энергия отраженной волны будет равна энергии падающей. Следовательно, начиная с этого угла падения, вся световая энергия отражается от границы раздела этих сред. Это явление называется полным отражением. А угол, при котором луч скользит вдоль поверхности раздела сред, называется предельным углом полного отражения. Он определяется из закона преломления света, при условии, что угол преломления равен 90⁰.

Формула полного отражения: Sin 0 = , n – показатель преломления, 0 –предельный угол полного отражения.

Пусть монохроматический свет падает на грань AB стеклянной призмы, которая находится в воздухе (показатель преломления воздуха будем считать равным единице). На рисунке изображены: падающий луч — S₁O₁, угол падения — a₁, преломленный луч — O₁O₂, и b₁ — угол преломления. Обратите внимание, что угол преломления меньше угла падения, так как свет переходит из среды оптически менее плотной в оптически более плотную. Пройдя через призму, свет попадет на ее другую грань — AC. Здесь он снова испытает преломление. На рисунке: a₂ — угол падения, b₂ — угол преломления. На данной грани свет переходит из оптически более плотной среды в оптически менее плотную, поэтому угол преломления будет больше угла падения. Грани BA и CA, на которых происходит преломление света, будем называть преломляющими гранями. А угол между этими гранями — преломляющим углом призмы (обычно его обозначают буквой ). Далее, угол образованный направлением луча, входящего в призму, и направлением луча, выходящего из нее, называют углом отклонения. Грань, которая лежит против преломляющего угла, мы будем называть основанием призмы.

Для первой преломляющей грани закон преломления света запишется так:

Для второй преломляющей грани закон преломления будет иметь вид:

Для того, что бы найти преломляющий угол призмы, достаточно найти сумму угла падения a₂ и угла преломления b₁.

А чтобы определить угол отклонения луча, достаточно из предыдущей суммы вычесть преломляющий угол призмы.

Таким образом, получается, что если оптическая плотность вещества призмы будет больше, чем окружающей среды, то луч света, проходящий через призму, отклонится к ее основанию. Нетрудно показать, что если оптическая плотность окружающей среды будет больше чем призмы, то луч света после прохождения через призму отклонится к ее вершине.

12 Следующая ⇒