Fenomenul de refracție a luminii.
Dacă lumina este incidență pe o suprafață care separă două medii transparente ale densității optice diferite, cum ar fi aerul și apa, o porțiune de lumină reflectată de această suprafață, în timp ce cealaltă parte - penetrează în al doilea mediu. În tranziția de la un mediu la altul fascicul de lumină își schimbă direcția la interfața acestor medii. Acest fenomen se numește refracție a luminii-Niemi.
Luați în considerare refracția luminii în detaliu. Figura prezintă: incidentul ray AO, OB fascicul refractată și CD perpendicular, recuperat din punct de impact O la suprafața care separă două medii diferite. Unghi de incidență AOS-, unghiul de unghiul de refracție DOB - TION. unghiul de refracție DOB mai mică decât unghiul de incidență AOS.
O rază de lumină, la trecerea de la aer la apă își schimbă direcția apropie de CD-ul normal. Apa - mediul este optic mai dens decât aerul. În cazul în care apa este înlocuită cu orice alt mediu transparent, optic mai dens decât aerul, fasciculul refractată va fi, de asemenea, mai aproape de normal. Prin urmare, putem spune: dacă lumina vine dintr-un mediu mai puțin dens este optic mai dens mediu, unghiul de refractie este întotdeauna mai mică decât unghiul de incidență.
Experimentele arată că, cu același unghi de incidență, unghiul de refracție este mai mică, mai densă în ceea ce privește mediul optic în care pătrunde grinzi.
În cazul în care calea razei refractate în unghiuri drepte față de linia de oglindă, lumina reflectată de oglinda și din apă în aer în direcția razei incidente. În consecință, incidentul și razele refractate sunt reversibile precum și incidente reversibile și reflectate grinzi.
Dacă lumina provine dintr-un mediu mai dens optic într-un mediu mai puțin dens, unghiul de refracție mai mare unghi de incidență fasciculului.
Să facem un mic experiment la domiciliu. m la domiciliu un mic experiment. trebuie să picătură într-un pahar cu apă, creion, și va părea rupt. Acest lucru poate fi explicat doar prin faptul că razele de lumină provenind de la un creion, au o direcție diferită în apă decât în aer, adică. E. Există refractie la limita de aer de apă. Atunci când lumina trece de la un mediu la altul, pe interfața este reflectată parte a luminii incidente pe ea. Restul luminii pătrunde în noul mediu. Dacă lumina este la un unghi la interfața, alta decât un drept, la marginea razei de lumină își schimbă direcția. Acest fenomen se numește refracție a luminii. Fenomenul refracției luminii este observat la interfața dintre două medii transparente explică diferitele viteze de propagare a luminii în diferite medii. În viteza luminii în vid este de aproximativ 300.000 km / s, în toate celelalte
Figura de mai jos prezintă o rază, care merge de aer în apă. unghi # 945; Acesta a numit unghiul de incidență al fasciculului, și # 946; unghiul de refracție. Rețineți că fasciculul de apă aproape de normal. Acest lucru se întâmplă de fiecare dată când fasciculul cade miercuri, în cazul în care viteza luminii este mai mică. Dacă lumina de la propagates un mediu în altul, în cazul în care viteza luminii este mai mare, se abate de la normal.
Refracția este cauzată de un număr de iluzii optice bine cunoscute. De exemplu, un observator pe mal, se pare că omul care a intrat în apă până la brâu, picioarele sale au devenit mai scurte.
Legile refracția luminii.
Din toate acestea putem concluziona:
1. La interfața dintre două medii de densitate optică diferită a fasciculului de lumină la trecerea de la un mediu la altul, își schimbă direcția.
2. Când se trece fasciculul de lumină într-un mediu cu o densitate optică mai mare a unghiului de refracție mai mic unghi de incidență; atunci când trecerea unui fascicul de lumină dintr-un mediu optic mai dens la un unghi de refracție mediu mai puțin dens mai mare unghi de incidență.
Refracția luminii însoțită de reflecție, și cu creșterea unghiului de incidență al luminozității fasciculului reflectat este crescută, și refractate slăbește. Acest lucru poate fi văzut pentru a efectua experimente, prezentate în figură. Prin urmare, fasciculul reflectat poartă cu energie mai multă lumină, cu cât unghiul de incidență.
Să MN - cu privire la interfața dintre două medii transparente, cum ar fi aer și apă, AO-incident de raze OB - refractate raze, # 945, unghiul de incidență, # 946, este unghiul de refracție, # 977; viteza de 1-lumină în primul mediu, # 977 2- vitezei de propagare a luminii în al doilea mediu.
Prima lege de refracție este: raportul dintre sinusul unghiului de incidență la sinusul unghiului de refracție este o valoare constantă pentru aceste două medii:
, în care n1.2 - indicele de refracție relativ (indicele de refracție al doilea relativ fluid la prima).
A doua lege a refracția luminii este foarte asemănătoare cu cea de a doua lege de reflecție a luminii:
fasciculul incident, fasciculul este refractată și normala în punctul de incidență se află într-un singur plan.
Când lumina pătrunde din vid în orice mediu,
unde n - absolut indicele de refracție al mediului. Relativa indicele de refracție al celor două medii asociate cu indicele de refracție absolut al mediului, unde n1 și n2 - respectiv absolute indicii de refracție ai primului și al doilea media.
Absolute indicii de refracție:
Diamond 2.42. Quartz 1.54. Aer (în condiții normale) 1.00029. Etanol 1.36. Apă 1,33. Ice 1.31. Terebentină 1.47. Fused cuarț 1.46. CZK 1.52. sticlos Lumina 1,58. Clorură de sodiu (sare) 1,53.
(Așa cum se va vedea în continuare, indicele de refracție n variază oarecum în funcție de lungimea de undă a luminii - menține o valoare constantă în vid, prin urmare, având în vedere numai în tabelul de date corespund culoare galben deschis, cu o lungime de undă lungă. # 955 = 589 nm).
Napimer deoarece diamant n = 2.42, lumina se propagă în diamant, la o rată
Densitatea optică a mediului.
Dacă indicele de refracție absolut al primului mediu este mai mic decât indicele de refracție absolut al doilea mediu, primul mediu are o densitate optică mai mică decât cea de a doua și # 945;> # 946;. Densitatea optică a mediului nu trebuie confundat cu densitatea substanței.
Trecerea luminii prin placa plan paralel si o prisma.
De o mare importanță practică este trecerea luminii prin corpuri transparente de diferite forme. Luați în considerare cazurile cele mai simple.
Directionati fasciculul de lumină prin placa plan paralel gros (o placă mărginită de laturile paralele). Trecând prin placa, fasciculul de lumină este refractată de două ori: o dată la intrarea plăcii, a doua oară la ieșirea plăcii în aer.
A trecut prin placa fasciculul de lumină rămâne paralelă cu direcția inițială și numai ușor deplasată. Această deplasare este mai mare, mai gros placa, iar cu cât unghiul de incidență. Amploarea deplasării depinde și de materialul din care este făcut placa.
Un exemplu al unei plăci plane paralele este geam. Dar uita la lucrurile prin sticlă, nu observăm schimbări în locația și forma lor, deoarece sticla subțire; Razele de lumină care trec
Dacă luăm în considerare orice subiect prin lentila, obiectul pare a fi deplasată. Trecerea de la fasciculul de lumină obiect este incidență pe prisma la punctul A este refractată și merge în interiorul prisma la napravlensho AB Atingerea a doua față a prismei. o rază de lumină este refractata din nou, se abat de la baza prismei. Prin urmare, se pare că fasciculul vine din punct. situat pe extinderea razei de soare, adică, subiectul pare a fi deplasat spre vârful unghiului format de fețele refracting prismei.
reflexie totală a luminii.
Reprezintă o fântână priveliște frumoasă, care acoperă jetul evacuat din interior. Explicați acest fenomen de mai jos.
La trecerea luminii din mediul optic mai dens la un fenomen optic mai puțin dens observată de reflexie totală a luminii. Unghiul de refracție în acest caz este mai mare decât unghiul de incidență # 945; (141 Fig.). Deoarece unghiul de incidență al razelor de lumină de la sursa S la interfața a două MN media va veni un moment în care fasciculul este refractată
Unghiul de incidență # 945; 0, ceea ce corespunde unghiului de refracție # 946 = 90 °, se face referire la unghiul limită al reflexie totală.
Dacă depășiți acest unghi, razele nu vin din primul mediu, în general, va exista un fenomen de doar reflexia luminii din interfața dintre cele două medii.