ЛЛЛ. залупа бобра. Например, существовало мнение (в школе пифагорейцев), что свет
 Скачать 19.67 Kb.
|
|
Явление преломления света известны были еще древним грекам – Аристотелю (384–322 до н. э.), Птолемею (ок. 87 – ок. 165 до н. э.). Аристотель Птолемей Однако представления о природе света у древних греков носили весьма наивный характер. Например, существовало мнение (в школе пифагорейцев), что свет – это флюид, который испускают глаза и которым они «ощупывают» предметы. Демокрит утверждал, что предметы «испускают образы (призраки)», которые, попадая в глаза, вызывают ощущение формы и цвета. В XVII в. был сформулирован закон преломления света – независимо голландским физиком профессором Лейденского университета В. Снеллиусом (1580–1626) и французским математиком и физиком Р. Декартом (1596–1650). В. Снеллиус Р. Декарт Свет распространяется прямолинейно только лишь в одной и той же среде, плотность которой остаётся постоянной. Такие среды называются однородными. Свет при переходе из одной однородной среды в другую однородную среду, например из воздуха в воду или из воды в воздух, на границе раздела этих сред, изменяет своё направление. Такое явление называют преломлением света. Причина преломления лучей при переходе из одной среды в другую – неодинаковая скорость распространения света в различных средах. Если граница двух разных сред выражена в резкой форме, то при переходе света из одной среды в другую скорость света резко изменяется – уменьшается или увеличивается. Если преломлённый луч в данной среде приближается к перпендикуляру (α>β), то скорость света в этой среде меньше, чем в той среде, из которой выходит луч в данную среду. В оптике принято при сравнении двух различных сред называть оптически более плотной ту среду, в которой свет распространяется с меньшей скоростью, и, наоборот, называть менее оптически плотной ту среду, в которой свет распространяется с большей скоростью. Оптическая плотность среды и плотность вещества, которая определяется как масса вещества в единице объёма, не одно и то же – это разные характеристики вещества. Угол β между преломлённым лучом и перпендикуляром к поверхности раздела двух сред называют углом преломления. α – угол падения γ – угол отражения α = γ Лучи падающий, преломленный и перпендикуляр, поведенный к границе раздела двух сред в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух сред: ─ скорость света в первой среде ─ скорость света во второй среде ─ относительный показатель преломления Закон преломления света: ─ абсолютный показатель преломления первой среды ─ абсолютный показатель преломления второй среды Абсолютный показатель преломления среды – это физическая величина, показывающая, во сколько раз скорость света в вакууме больше, чем в данной среде: С ─ скорость света в вакууме С = 3∙108 м/с Полное внутреннее отражение Если пучок света переходит из оптически более плотной среды в менее плотную (вакуум), то с увеличением угла падения возрастает угол преломления. При некотором угле падения α0 угол преломления достигает своего максимального значения (90°): При угле падения α > α0, свет полностью отражается от границы раздела, как от зеркала, и возникает явление полного внутреннего отражения. Минимальный угол падения, с которого возникает явление полного внутреннего отражения, называется углом полного внутреннего отражения (или критическим углом, или предельным углом). Ход лучей в призме При прохождении света через стеклянную призму (призма находится в воздухе), лучи света отклоняются к основанию призмы. Грани, через которые проходит луч, называются преломляющими гранями. Угол φ между преломляющими гранями называют преломляющим углом призмы. Угол δ между направлением входящего и выходящего лучей называют углом отклонения. n – абсолютный показатель преломления материала, из которого изготовлена призма. Рассмотрим на опытах ход светового пучка параллельных лучей в прямоугольной стеклянной равнобедренной призме. Первый случай: световой пучок направлен на грань АВ. Углы падения лучей 1, 2, и 3 равны нулю (α=0°). Поэтому в стекле призмы углы падения лучей на грань ВС равны 45°, т. е. они больше предельного угла (42°) для стекла. Вследствие этого мы наблюдаем полное отражение светового пучка от грани ВС. В этом случае прямоугольная призма позволяет поворачивать световой пучок на 90°, поэтому ее называют поворотной. Второй случай: световой пучок направлен на грань ВС, углы падения лучей тоже равны нулю. В этом случае внутри призмы световой пучок испытывает уже двукратное полное отражение от грани АВ и от грани АС. Теперь прямоугольная призма может быть использована для поворота светового пучка на 180°, поэтому она тоже является поворотной. В третьем случае лучи, падающие на грань АВ параллельно основанию ВС, испытывают в стекле призмы полное отражение и выходят из призмы параллельно падающим лучам. Ход лучей внутри призмы зависит от сорта стекла, поэтому может несколько отличаться от хода лучей, показанного на рисунке, но угол их падения на грань ВС всегда больше предельного угла для данного сорта стекла. Значит, всегда возникает полное отражение света от этой грани, если падающие лучи на грань АВ параллельны грани ВС. Заметим, что по выходе из призмы верхний падающий луч становится нижним, а нижний — верхним, т. е. лучи оборачиваются. Поэтому призму в этом случае называют оборотной. Ход лучей в плоскопараллельной пластинке При падении света на плоскопараллельную пластинку луч света, вышедший из пластинки, параллелен падающему лучу и смещен на величину h. |