Вопрос №39 Основные оптические законы. Показатели преломления.

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 называетсяпока­зателем 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