31. Явище заломлення світла
1. Деякі природні явища, що пояснюється заломленням світла . 2. Пояснення явища з хвильової точки зору . 3. Закон заломлення світла . 4. Показник заломлення . 5. Явище повного відображення . 6. поширені помилки .
Багато явища в природі пояснюються тим, що світло при переході з одного середовища в іншу змінює напрямок поширення. Наприклад, якщо опустити олівець в стакан, то ми спостерігаємо «злам олівця».
Заломленням пояснюється здається зменшення глибини річки.
Світло переломлюється і при поширенні в неоднорідному середовищі. Наприклад, такий неоднорідною середовищем є повітря, різні шари якого нагріті по-різному. Світло в такому повітрі переломлюється. І саме цим пояснюються міражі.
Чому ж відбувається заломлення світла? Справа тут в тому, що при переході з одного середовища в іншу швидкість світла як електромагнітних хвиль змінюється. Наприклад, в повітрі вона дорівнює 
, А в склі 
. Частота v коливань при цьому не змінюється. Отже, при переході з одного середовища в іншу змінюється довжина хвилі. Наприклад, при переході з повітря в скло довжина хвилі зменшується в 
рази.
Тепер уявімо собі, що світ не заломлюється. Тоді на межі повітря - скло відбувається розрив хвильових поверхонь (рис. 46, а). Щоб такого розриву не було, світло повинне випробувати переломлення (рис. 46, б).
З цього пояснення слід, що при куті падіння 
переломлення не відбувається (рис. 46, в).
Поспостерігаємо явище заломлення. Перед екраном зі щілиною поставимо лампочку і на шляху пучка світла покладемо плоскопараллельную пластину зі скошеними гранями.
Зафіксуємо хід пучка голками. Потім приберемо голку, лампочку і екран, обведемо контури пластини і накреслив падаючий і заломлений промені (рис. 47).
Аналогічний досвід дозволили відкрити закон заломлення світла. Він встановлює зв'язок між кутами падіння і заломлення і формулюється так: падаючий промінь, заломлений промінь і перпендикуляр до межі поділу двох середовищ, восставленний в точці падіння променя, лежать в одній площині; відношення синуса кута падіння до синуса кута заломлення є величина постійна для двох даних середовищ: 
.
Кути падіння і заломлення відраховуються від перпендикуляра до кордону розділу двох середовищ до прямих, що показують напрямок світлових хвиль в першій і другій середовищах (рис. 48).
величина 
називається показником заломлення другого середовища відносно першого.
Можна довести, що 
. Наприклад, показник заломлення скла дорівнює 
.
Явище повного відображення полягає в тому, що світ не відчуває при деяких умовах заломлення навіть при куті падіння 
. Це відбувається, якщо світло переходить з речовини, де він поширюється з меншою швидкістю, в речовину, де швидкість світла більше. Наприклад, повне відображення можна спостерігати при переході світла зі скла в повітря.
Поспостерігаємо це явище. Скористаємося пластиною і через бічну грань «запустимо світло всередину скла».
І ми побачимо повне відображення (рис. 49). Можна пайти кут 
, При якому починається повне відображення, скориставшись законом заломлення світла.
нехай 
- показник заломлення скла. Тоді при переході світла зі скла в повітря можна написати 
. Максимальне значення 
. тоді 
, кут 
. У нашому досвіді кут 
, Якщо світло входить в пластину через грань АВ, і 
, Якщо через грань CD (рис. 50).
У першому випадку буде спостерігатися явище повного відбиття, у другому - немає.
Залишити коментар 
повідомити про помилку