Где проявляется преломление света.

При попадании светового пучка на границу раздела двух сред, при условии, что вторая среда является прозрачной (способна пропускать часть световых лучей), как правило, наблюдается явление преломления света.

Чисто визуально обнаружить преломление света можно на простом эксперименте. Возьмем пустой сосуд и положим на его дно какой-нибудь предмет, например гайку. Расположите сосуд таким образом, чтобы смотреть на него сверху вниз. Если постепенно наливать в сосуд воду, то покажется, что дно стакана с гайкой начинает подниматься.

Другой пример преломления света можно наблюдать, если в сосуд с водой поместить трубочку. Можно увидеть, что в воде трубочка отклонилась вправо и уменьшилась в диаметре (рисунок).

Именно из-за явления отражения света получается так называемый эффект кажущегося подъема дна. Если смотреть на прозрачную гладь озера, скажем, с лодки, то будет казаться, что дно находится значительно ближе от поверхности воды, чем является на самом деле.

Законы преломления света.

При падении света на границу раздела прозрачных сред с показателями преломления    и    часть света отражается, а часть проходит во вторую среду, изменяя направление распространения (преломляется).

Углом падения a называется угол между падающим лучом    и перпендикуляром    к границе раздела. Углом отражения    называется угол между отраженным лучом    и тем же перпендикуляром. Луч, прошедший во вторую среду, называется преломленным лучом  . Угол  , который этот луч образует с перпендикуляром, называют углом преломления.

Законы преломления, установленные экспериментально еще в XVII веке, формулируются следующим образом:
	лучи падающий, преломленный и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости;
	отношение синуса углов падения к синусу угла преломления есть величина постоянная, равная относительному показателю преломления данных двух сред:

При различных показателях преломления второй среды, угол отклонения преломленного луча будет различным:

Падающий и преломленный свет взаимно обратимы: если падающий луч будет пущен по направлению преломленного луча, то луч преломленный пойдет по направлению падающего:

исходный вариант

лучи обращены вспять

Дополнения к законам преломления света:

Законы преломления и отражения света справедливы только для однородных изотропных сред в отсутствие поглощения света.

Если падающий луч света идет отвесно (=0), то и преломленный свет будет также идти отвесно (=0).

На примере анимаций можно заметить, что преломленный пучок света не несет в себе всей световой энергии. Суммарная энергия отраженного и преломленного луча в точности равна энергии падающего луча, но соотношение интенсивностей этих лучей будет зависеть от разницы показателей преломления сред, угла падения и поляризации падающего луча. Рассчитать пропускную и отражательную способность обеих сред можно используя формулы Френеля для параллельной и перпендикулярной поляризации.

В случае, если свет проходит из среды с большим показателем преломления в среду с меньшим показателем преломления, при определенных условиях наблюдается явление полного внутреннего отражения...

 

На следующую страницу...