Заломлення світла. Закон заломлення світла
Розглянемо, як змінюється напрям променя при переході його з повітря у воду. У воді швидкість світла менше, ніж у повітрі. Середовище, в якому швидкість поширення світла менше, є оптично більш щільною середовищем.
Таким чином, оптична щільність середовища характеризується різною швидкістю поширення світла.
Це означає, що швидкість поширення світла більше в оптично менш щільною середовищі. Наприклад, у вакуумі швидкість світла дорівнює 300 000 км / с, а в склі – 200 000 км / с. Коли світловий пучок падає на поверхню, що розділяє дві прозорі середовища з різною оптичною щільністю, наприклад повітря і воду, то частина світла відбивається від цієї поверхні, а інша частина проникає у другу середу. При переході з одного середовища в іншу промінь світла змінює напрямок на межі середовищ (рис. 144). Це явище називається заломленням світла.
Розглянемо заломлення світла докладніше. На малюнку 145 показані: падаючий промінь АО, переломлених промінь ОВ і перпендикуляр до поверхні розділу двох середовищ, проведений в точку падіння О. Кут АОС – кут падіння (?), кут DOB – кут заломлення (?).
Промінь світла при переході з повітря у воду змінює свій напрямок, наближаючись до перпендикуляру CD.
Вода – середовище оптично більш щільна, ніж повітря. Якщо воду замінити який-небудь інший прозорою середовищем, оптично більш щільною, ніж повітря, то переломлених промінь також буде наближатися до перпендикуляру. Тому можна сказати, що якщо світло йде з середовища оптично менш щільною в більш щільну середу, то кут заломлення завжди менше кута падіння (див. Рис. 145):
? <?
Промінь світла, спрямований перпендикулярно до межі розділу двох середовищ, проходить з одного середовища в іншу без заломлення.
При зміні кута падіння змінюється і кут заломлення. Чим більше кут падіння, тим більше кут заломлення (рис. 146). При цьому відношення між кутами не зберігається. Якщо скласти відношення синусів кутів падіння і заломлення, то воно залишається постійним.
Для будь-якої пари речовин з різною оптичною щільністю можна написати:
Де n – постійна величина, яка не залежить від кута падіння. Вона називається показником заломлення для двох середовищ. Чим більше показник заломлення, тим сильніше заломлюється промінь при переході з одного середовища в іншу.
Таким чином, заломлення світла відбувається за наступним законом: промені падаючий, переломлених і перпендикуляр, проведений до межі розділу двох середовищ у точці падіння променя, лежать в одній площині.
Ставлення синуса кута падіння до синуса кута заломлення є величина постійна для двох середовищ:
В атмосфері Землі відбувається заломлення світла, тому ми бачимо зірки і Сонце вище їхнього справжнього розташування на небі.
Питання
Як змінюється напрям променя світла (див. Рис. 144) після того, як в посудину наливають воду?
Які висновки отримані з дослідів з заломлення світла (див. Рис. 144, 145)?
Які положення виконуються при ламанні світла?
(2 votes, average: 2.50 out of 5)