Отражкение и преломление света. Закон Снеллиуса. Полное отражение.
Плоский фронт волны ОА падает на границу раздела сред, где он частично отражается (лучи 3 и 4), а частично преломляются. Применяя принцип Гюйгенса-Френеля, построим фронты отраженной и преломленной волн. В точку В свет приходит позднее, чем в точку О, на время
За это время из точки О (как из вторичного источника света) в первой среде успевает распространиться полусферическая волна радиусом
,
А во второй среде – полусферичекая волна радиусом
От всех остальных точек границы ОВ (кроме точки В) также распространяются вторичные полусферические волны, радиусы которых окажутся убывающими в направлении от О к В.
Огибающая всех волновых полусфер первой среды дает фронт отраженной волны ВД, а огибающая всех полусфер второй среды - фронт преломленной ВЕ.
ОАВ= ВДО (как с общей гипотенузой и катетом): ОД=r=АВ Но
(1)
Закон отражения света (1): падающий и отраженный лучи лежат в одной плоскости с перпендикуляром, проведенным к границе раздела сред в точке падения; угол падения равен углу отражения
Учитывая, что , , получим
(2)
Закон преломления света (2): падающий и преломленный лучи лежат в одной плоскости с перпендикуляром к границе раздела сред, проведенным в точке падения; отношение синуса угла падения к синусу угла преломления равно отношению скорости света в первой среде к скорости света во второй среде.
Обозначая и ,
Где с – скорость света в вакууме, n1 и n2 –абсолютные показатели преломления первой и второй сред, получим:
(3)
Где -относительный показатель преломления второй среды относительно первой
.
Eсли свет переходит из оптически более плотной среды ( ) в оптически менее плотную среду (n2< n1), то согласно (3), . Поэтому при некотором угол º, т.е. преломленный луч будет скользить вдоль границы раздела сред, не входя во вторую среду. Угол А называется предельным углом падения.
При свет полностью отражается в первую среду. Это явление называется полным внутренним отражением света
Согласно (3)
(3’)
Из этих соотношений можно определить n21. Это делается с помощью рефрактометра.
3. Ход лучей в призме.
Во многих приборах для преломления света используются стеклянные призмы. После двукратного преломления луч оказывается отклоненным от первоначального направления на угол , называемым углом отклонения. Угол -преломляющий угол призмы.
Найдем из закона преломления
;
При малых и будут также малы , и
(4)
На основании о внешнем угле из ВЕД следует, что
(5)
Аналогично из ВСД находим
Подставляя и из (4) и учитывая (5), после преобразований получим:
или
(6)
Дата добавления: 2015-10-13; просмотров: 1008;