2. 9. Заломлення світла на межі поділу двох середовищ

Заломлення світла — явище зміни напрямку поширення світла в разі його проходження через межу поділу двох середовищ .


Причиною виникнення явища заломлення світла є зміна швидкості поширення світла при переході з одного середовища в інше. Як ви вже знаєте, у вакуумі світло поширюється зі швидкістю 300000  км/с.
У  повітрі швидкість поширення світла змінюється незначно, тому вважається, що і для повітря вона становить 300000  км/с.
Швидкість поширення світла у прозорих середовищах зменшується порівняно зі швидкістю світла в повітрі у відповідну кількість разів: у воді в 1,33 раз; у склі — майже в 1,6 раз; в алмазі — у 2,4 раз.
Із двох прозорих середовищ оптично більш густим називають середовище з більшим показником заломлення, тобто середовище, у якому швидкість поширення світла є меншою.
Отже, можна стверджувати, що вода — більш оптично густе середовище, ніж повітря, а скло чи алмаз — більш оптично густі середовища в порівнянні з водою.
Закон заломлення світла. 
Застосовуючи оптичний диск (мал. 125, а), дослідимо явище заломлення більш детально.
Цього разу закріпимо на диску скляний півциліндр так, щоб центр пів-циліндра збігався з центром диска. Спрямуємо на нього світловий пучок. Ми бачимо, що на межі повітря — скло світловий пучок розділяється на дві частини: одна його частина відбивається, а друга, проходячи крізь скло, — заломлюється, змінюючи напрямок поширення (нижня частина півциліндра має таку форму, що промінь при переході зі скла в повітря не заломлюється, бо кут падіння становить 0°).
Зробимо схематичний малюнок і позначимо: падаючий світловий промінь SO, відбитий промінь OK, заломлений промінь OB, перпендикуляр MN, опущений до межі поділу двох середовищ через точку О падіння променя, кут падіння а, кут відбивання р, кут заломлення g (мал. 125, б).
Змінюючи положення джерела світла, змінюємо кут падіння. Вимірювання показують, що відповідно змінюється й кут заломлення (мал. 126).

Співвідношення значень кута падіння та кута заломлення у випадку переходу пучка світла з одного середовища в інше залежить від оптичної густини кожного із середовищ. Наприклад, при переході світлового променя з повітря у скло кут заломлення менший від кута падіння
оскільки скло — більш оптично густе середовище, ніж повітря, а при переході світлового променя із скла у воду кут заломлення більший, ніж кут падіння, бо вода — менш оптично густе середовище, ніж скло (мал. 127).
Вимірювання кутів падіння та заломлення, співвідношення абсолютних показників заломлення середовищ дозволяють визначити закон заломлення світла:
падаючий промінь, заломлений промінь і перпендикуляр, встановлений до межі поділу середовищ у точці падіння променя, лежать в одній площині;
відношення синуса кута падіння (а) до синуса кута заломлення (g) світлового променя є сталою величиною, яка дорівнює відносному показнику заломлення двох середовищ,

Заломленням світла пояснюється також виникнення веселки.


Завдання для самоперевірки

Немає коментарів:

Дописати коментар