І. Теоретичні відомості. Абсолютний показник заломлення є важливою оптичною характеристикою середовища, він показує, у скільки разів швидкість світла в даному середовищі менша

Абсолютний показник заломлення є важливою оптичною характеристикою середовища, він показує, у скільки разів швидкість світла в даному середовищі менша швидкості світла у вакуумі.

У прозорих речовинах світло поширюється з різною швидкістю залежно від їх електричних властивостей. На межі поділу таких прозорих середовищ напрям поширення світла змінюється, тобто світловий промінь заломлюється. Кут падіння a – це кут між перпендикуляром, опущеним у точці падіння променя до межі розділу середовищ, і падаючим променем (рис.1). Кут заломлення b – це кут між перпендикуляром, опущеним у точці падіння променя до межі розділу середовищ, і заломленим променем (рис.1).

Абсолютний показник заломлення чисельно дорівнює відношенню швидкості с поширення світла у вакуумі до швидкості u поширення світла у середовищі.

n = c/u . (1)

Відносний показник заломлення n₂₁ другого середовища відносно першого чисельно дорівнює відношенню абсолютних показників заломлення другого та першого середовищ, або відношенню швидкості поширення світла в першому середовищі u₁ до швидкості поширення світла в другому середовищі u₂:

. (2)

Закон заломлення світла формулюється так:

1) падаючий, заломлений промені та перпендикуляр до межі поділу середовищ, опущений в точку падіння, містяться в одній площині;

2) відношення синуса кута падіння до синуса кута заломлення двох прозорих середовищ є величиною сталою:

, (3)

На практиці вважають, що абсолютний показник заломлення повітря дорівнює 1 (для нашого випадку середовище 1), оскільки швидкість світла у вакуумі близька до швидкості світла в повітрі. З двох середовищ, що мають різні показники заломлення, середовище з меншим показником називається оптично менш густим, а середовище з більшим показником – оптично більш густим.

Через те що показник заломлення залежить від довжини хвилі падаючого світла (n=f(l)), його прийнято нормувати до лінії натрію Д (l= 587,6 нм) і записувати n_Д. Але часто індекс Д опускають, пам’ятаючи про згадану умову. У табл. 1 наведено показники заломлення деяких речовин.

Таблиця 1.