Закон преломления света
Закон преломления света описывает, как меняется направление луча на границе двух прозрачных сред. Он связывает углы падения и преломления с оптическими свойствами этих сред.
Формула закона
Угол падения \(\alpha\) и угол преломления \(\beta\) отсчитывают не от поверхности, а от перпендикуляра к границе раздела сред. Показатель преломления первой среды обозначают \(n_1\), второй — \(n_2\).
Эту запись называют формулой Снеллиуса. Если свет идёт из воздуха в среду с большим показателем преломления, например в стекло, то \(n_2>n_1\) и луч отклоняется к перпендикуляру: \(\beta<\alpha\). При переходе из оптически более плотной среды в менее плотную луч отклоняется от перпендикуляра: \(\beta>\alpha\).
Сначала проведите перпендикуляр к границе в точке падения. Затем сравните показатели преломления: в среде с большим \(n\) луч ближе к перпендикуляру, в среде с меньшим \(n\) — дальше от него. При падении по перпендикуляру луч не меняет направления.
Луч переходит из воздуха в стекло: \(n_1\approx1\), \(n_2\approx1{,}5\), угол падения \(\alpha=30^\circ\). По закону преломления \(\sin\beta=\frac{1}{1{,}5}\sin30^\circ=\frac13\), поэтому \(\beta\approx19^\circ\). Угол уменьшился, значит луч приблизился к перпендикуляру.
Закон отражения света относится к лучу, который возвращается в первую среду: угол отражения равен углу падения. Закон преломления описывает луч, прошедший во вторую среду. При переходе из оптически плотной среды в менее плотную возможен особый случай — полное внутреннее отражение.
Свет переходит из воздуха в воду. Как изменится направление луча?
Главное
- \(n_1\sin\alpha=n_2\sin\beta\) — формула Снеллиуса.
- Углы отсчитывают от перпендикуляра к границе бөлімнің.
- В среде с большим показателем преломления луч ближе к перпендикуляру.