Законы отражения и преломления света. Показатель преломления. Практическое использование этих законов
При падении света на границу раздела двух сред часть света отражается в первую среду, а часть проходит во вторую среду, если она прозрачна, изменяя при этом направление своего распространения, т. е. преломляется. Закон отражения. Угол падения равен углу отражения (a = b). Падающий луч AO, отраженный луч OB и перпендикуляр OC, восставленный в точке падения, лежат в одной плоскости (рис. 1). Законы преломления. Луч падающий AO и преломленный OB лежат в одной плоскости с перпендикуляром CD, проведенным в точке падения луча к плоскости раздела двух сред (рис. 2). Отношение синусов угла падения а и угла преломления р постоянно для данных двух сред и называется показателем преломления второй среды по отношению к первой: . Законы отражения света учитываются при построении изображения предмета в зеркалах (плоском, вогнутом и выпуклом) и проявляются в зеркальном отражении в перископах, в прожекторах, автомобильных фарах и во многих других технических устройствах. Законы преломления света учитываются при построении изображения во всевозможных линзах, призмах и их совокупности (микроскоп, телескоп), а также в оптических приборах (бинокли, спектральные аппараты, фотоаппараты и проекционные аппараты)
|
|
Прямолинейное распространение света. Скорость света. Законы отражения и преломления света.
Прямая, указывающая направление распространения света, называется световым лучом. На границе двух сред свет может частично отразиться и распространяться в первой среде по новому направлению, а также частично пройти через границу и распространиться во второй среде. Луч падающий, отраженный и перпендикуляр к границе двух сред, восстановленный в точке падения, лежат в одной плоскости. Угол отражения равен углу падения. Этот закон совпадает с законом отражения волн любой природы и доказывается принципом Гюйгенса. При прохождении светом границы раздела двух сред отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух данных сред . <рисунок>. Величина n называется показателем преломления. Показатель преломления среды относительно вакуума называется абсолютным показателем преломления этой среды . При наблюдении эффекта преломления можно заметить, что в случае перехода среды из оптически более плотной среды в менее плотную, при постепенном увеличении угла падения можно достигнуть такой его величины, что угол преломления станет равен . При этом выполняется равенство . Угол падения a0 называется предельным углом полного отражения. При углах, больших a0, происходит полное отражение.
|
|
Луч – линя указывающая направление распространения световой энергии.
Прямолинейное распространение света – в однородной среде свет распространяется прямолинейно.
Показатель преломления среды – это отношение sin угла падения к sin угла преломления
Угол падения – угол, под которым луч падает на поверхность
Угол отражения – угол, под которым луч отражается от поверхности
Полное отражение – это явление, происходящее при переходе света из оптически более плотной среды в оптически менее плотную среду, при котором свет полностью отражается от границы раздела сред.
Закон отражения:
1) угол падения равен углу отражения
2) падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр, восстановленный в точке падения - лежат в одной плоскости.
Закон преломления:
1) отношение sin угла падения к sin угла отражения – есть величина постоянная для двух сред
2) падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр, восстановленный в точке преломления - лежат в одной плоскости.
Оптическая сила линзы – величина обратная главному фокусному расстоянию.
Дисперсия – это явление, в котором показатель преломления среды прямо пропорционален длине волны.
Интерференция – сложение двух или нескольких монохроматичных волн в результате чего образуется устойчивая во времени картина взаимного усиления или ослабления волн.
Дифракция – огибание волной препятствий
Дифракционная решетка – совокупность большого числа очень узких щелей, разделенных непрозрачными промежутками.
Поляризация – это выделение из естественного направления света с помощью поляризатора определенной плоскости колебаний
Плоско-поляризованная волна – волна с колебаниями, лежащими в одной плоскости
1) α = β - закон отражения
2) sinα/sinγ = n - закон преломления
3) D = 1/F - оптическая сила линзы
4) 1/F = 1/f + 1/d - формула тонкой линзы
5) Г = f/d - увеличение линзы
6) D = D1 + D2 + … - оптическая сила системы линз
7) sin α0 = 1/n - предельное отражение
8) I = Ф/4π - сила света
9) E = I/(R2∙cosα) - закон освещенности
10) L = I/(ΔS∙cosθ) - яркость
11) F = R/2 - фокус сферического зеркала
12) d∙sinφ = kλ - дифракционная решетка
13) Δd = kλ - максимум интерференции
14) Δd = (2k+1)λ/2 - минимум интерференции