Природа света.

Природа света.

Геометрическая оптика - раздел физики, изучающий законы распространения света на основе представления о световых лучах.

Луч – линия, вдоль которой переносится световая энергия.

Законы геометрической оптики.

1) Закон прямолинейности световых лучей: свет в однородной среде распространяется прямолинейно.


S - точечный источник света M - предмет Позади непрозрачного предмета образуется тень.	S - протяженный источник света M - предмет Позади непрозрачного предмета образуется тень и полутень.

2) Закон независимости световых лучей: при пересечении световых лучей каждый луч распространяется в прежнем направлении. Исключение: лучи с очень большой энергией (н-р, лазерный луч).

3) При падении световых лучей на непрозрачную гладкую преграду они меняют угол направления, возвращаясь в прежнюю среду. Это явление называется отражением. Угол между падающим лучом и перпендикуляром к отражающей свет поверхности называется углом падения α. Угол между отраженным лучом и перпендикуляром к отражающей поверхности называю углом отражения β.

α β

Законы отражения:

1. Луч падающий и луч отраженный всегда лежат в одной плоскости с перпендикуляром, проведенном в точку падения к отражающей поверхности по разные стороны от него.

2. Угол отражения всегда равен углу падения α=β

Если луч падает перпендикулярно отражающей поверхности, то угол падения равен нулю, поэтому и угол отражения равен нулю. В этом случае луч отражается в обратном направлении - сам по себе.

4) При переходе света из одной прозрачной среды в другую меняется направление светового луча. Это явление называется преломлением света. Угол γ между преломленным лучом и перпендикуляром к преломляющей поверхности называют углом преломления.

α γ

Законы преломления:

1. Луч падающий и луч преломленный всегда лежат в одной плоскости с перпендикуляром, опущенным в точку падения луча к преломляющей поверхности, по разные стороны от перпендикуляра.

2. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред и называется показателем преломления второй среды относительно первой

n₂₁= где первой средой является та среда, в которой распространяется падающий луч, а второй средой та, в которой распространяется преломленный луч.

Показатель преломления n
Относительный показатель преломления показывает, во сколько раз отличается скорость света в первой среде от скорости света во второй среде:	Абсолютный показатель преломления среды показывает во сколько раз скорость света в вакууме больше, чем в данной среде: n= c=3* м/с - скорость света в вакууме

Оптическая плотность среды.

Луч из оптически более плотной среды переходит в оптически менее плотную среду, т.е. n₁ > n₂, тогда α < γ (н-р из воздуха в воду)

Луч из оптически менее плотной среды переходит в оптически более плотную среду т.е. n₁ < n₂, тогда α > γ.

α γ

Полное отражение.

Если луч переходит из оптически более плотной среды в оптически менее плотную среду, то при углах падения больше предельного угла полного отражения
(α ≥ α₀) падающий свет полностью отражается внутрь более плотной среды.

α β

Предельный угол полного отражения - угол падения, при котором наступает полное отражение света.

где n₁> n₂

Вдали от границы существует только падающий и отраженный лучи и не существует прошедшего луча, т.е. существует такой угол падения, при котором преломленный луч скользит по поверхности.