19 Primer pentru
§ 19. legea refracției luminii
Raportul dintre sinusul unghiului de incidență la sinusul unghiului de refracție este constantă și egală cu indicele de refracție relativă între două medii.
Când lumina ajunge la interfața dintre două medii transparente, o parte din ea este reflectată, iar restul trece prin limita. Refractia luminii este schimbarea în direcția de propagare a luminii pe măsură ce trece prin granița dintre cele două medii. Explicați refractia luminii, de exemplu, că un creion de întâlnire într-un pahar oblic de apă ne apare rupt, iar partea sa inferioară este deplasată (vezi. Fig. 19a).
Refracția luminii datorită faptului că, în diferite medii de lumina se deplasează cu viteze diferite. Noi găsim modul în care direcția de propagare a luminii, folosind principiul Huygens. Să presupunem că Z0Z interfață planar între două medii (1 și 2) se încadrează undă de lumină plat, care cuprinde două grinzi paralele și A0A V0V. și suprafața de undă AL A0A corespunde incidenței fasciculului pe limita (Fig. 19b).
Pentru a găsi suprafața de undă a unui val de lumină transmisă de la mediu 1 la mediu 2 (unda refractată), plic definesc undele secundare în mediul 2. apar în locurile de incidență la Z0Z suprafață. Deoarece AL - perpendicular pe V0V. apoi, așa cum se arată în Fig. 19b. val secundar la punctul A are loc mai devreme decât la punctul B, în intervalul de timp
în cazul în care c1 - viteza luminii în mediul 1. Prin urmare, atunci când V0V fasciculului. Z0Z ajunge la suprafață. în mediu 2 va provoca unda secundară, val secundar centrat la punctul A atinge punctul K și raza sa devine egal
unde c2 - Viteza luminii într-un mediu 2. După aceste două construcții pentru razele intermediare de undă de lumină, și situată între A0A V0V. ușor de a construi un semicerc corespunzătoare suprafeței de undă a undelor secundare în același punct în timp (a se vedea. liniile punctate și semicercuri din Fig. 19b). Conform principiului Huygens tangenta KB la suprafețele de undă ale acestor valuri secundare ale suprafeței de undă va fi refractată valuri de lumină.
B Unghiul dintre raza refractată și normala la AA1 Z0Z. numit unghi de refracție. Fig. 19b arată că
unde n - o constantă, numită indicele de refracție relativ. Astfel, raportul dintre sinusul unghiului de incidență la sinusul unghiului de refracție este egal cu valoarea constantă a celor două medii - indicele de refracție relativ. Din construcțiile făcute în Fig. 19b arată că incidentul și razele refractate, precum și perpendiculara pe punctul de incidență redusă, se află într-un singur plan. Cele două afirmații anterioare împreună constituie legea refracției luminii.
Indicele de refracție relativ egal cu raportul vitezei luminii în mediul 1 la valoarea sa în mediul 2 (vezi fig. 19.1). Dacă mediul 1 este vid, indicele de refracție, care se calculează cu formula (19.1), denumit indicele de refracție absolut al mediului 2, n2. care, în mod evident, este întotdeauna mai mare decât 1. Rezultă din (19.1), că expresia este valabilă pentru două medii:
unde N1 și N2 - absolut indici de refracție 1 și 2. Mediul cu indicele de refracție mai mic absolut numit mai puțin dens optic.
Potrivit (19.1-19.2) la incidența fasciculului de mediu optic mai puțin dens pentru o mai dens, de exemplu, din aer la apă, unghiul de refracție este întotdeauna mai mic decât unghiul de incidență (vezi. Fig.19b.). In schimb, atunci când se deplasează de la o fază lungă mai densă optic la un mediu mai puțin dens, unghiul de refracție este întotdeauna mai mare decât unghiul de incidență (Fig. 19c). Cu toate acestea, deoarece unghiul de refracție nu poate depăși p / 2, ceea ce înseamnă că în cazul în care b # 972; lshih refractată fascicul unghi de incidență vor lipsi. Acest fenomen se numește reflexie internă totală și, așa cum este ușor de arătat, apare atunci când
reflecție internă totală are loc în interiorul ghidajelor de lumină. capabil de a transmite lumina pe distanțe lungi.
Examinați Întrebări:
· Formulați legea refracției luminii.
· Atunci când există reflexie internă totală de lumină?
Fig. 19 (a) - iluzie creion rupt a căzut în apă; (B) - încheierea legii de refracție a luminii; (C), - deplasarea fasciculului de lumină al mediului optic mai dens la o mai puțin densă.