Главная | Обратная связь

Х сред при переходе из одной среды в другую называется преломлением света.

Лекция №2

Геометрическая оптика

План лекции:

1. Отражение света. Законы отражения

2. Законы преломления света

3. Полное (внутреннее) отражение света. Предельный угол полного отражения. Световоды

4. Ход лучей в призме

5. Линзы. Фокусное расстояние линзы

6. Построение изображений в линзах

7. Оптическая сила линзы. Формула линзы. Линейное увеличение линзы

Вопрос 1. Отражение света. Законы отражения.

Свет распространяется прямолинейно только в однородной среде. Если свет подходит к границе раздела двух сред, он изменяет направление распространения. По крайней мере часть света возвращается в первую среду.

Это явление называется отражением света.

Луч света, идущий к границе в первой среде (рис.1), называется падающим.

рис.1

 

Луч 2 – отраженный.

Угол α между лучом падающим и перпендикуляром, восстановленном к отражающей поверхности в точке падения луча, называется углом падения.

Угол i между отраженным лучом и тем же перпендикуляром называется углом отражения.

Если в 3 веке до н.э. древнегреческим ученым Евклидом опытным путем были найдены законы отражения.

Законы отражения:

1. Лучи падающий и отраженный лежат в одной плоскости с перпендикуляром, восстановленным в точке падения луча.

2. Угол отражения равен углу падения

Вопрос 2. Законы преломления света.

При переходе из одной однородной среды в другую, например из воздуха в воду, свет на границе раздела изменяет свое направление. Изменение направления распространения света на границе раздела

х сред при переходе из одной среды в другую называется преломлением света.

Угол между преломленным лучом и перпендикуляром к границе раздела сред в точке падения луча называется углом преломления (рис.2)

рис.2

Из опыта: если падающий луч перпендикулярен к границе раздела сред, то угол = 0, т.е. луч идет не преломляясь.

Если увеличивать угол падения, то угол преломления будет так же расти, но он будет всегда меньше или больше угла падения.

Экспериментально установлены следующие законы преломления света:

1. Луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр, восстановленный к границе двух сред в точке падения луча лежат в одной плоскости.

2. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления для данных 2-х сред есть величина постоянная, называемая относительным показателем преломления второй среды относительно первой.

(1)

С другой стороны:

(2)

(2) - отношение синуса угла падения к синусу угла преломления равно отношению скоростей распространения света в этих средах.

- скорости распространения света в средах, характеризуемых соответственно показателями преломления n₁ и n_2.

В итоге: (3)

 

Если свет падает из вакуума в вещество то:

С – скорость света в вакууме,

- скорость света в данном веществе.

Показатель преломления данного вещества относительно вакуума называется абсолютным показателемпреломления. Он показывает во сколько раз скорость света в вакууме больше чем в данном веществе.

Тогда для данных двух сред:

, (4)

Свойство среды уменьшать скорость проходящего через нее света по сравнению с его скоростью в вакууме называют оптической плотностью среды.

Среда, у которой абсолютный показатель больше, является оптически более плотной.

Преломлением света объясняется тот факт, что глубина водоема кажется меньше, чем на самом деле.

Предмет, рассматриваемый через плоскопараллельную пластинку или призму кажется смещенным относительно своего истинного положения. Мы видим не сам предмет, а его мнимое изображение, так как пересекаются не преломленные лучи, а их продолжение.

Таблица значений показателей преломления вещества для желтого света, с λ=0,589 мкм (589 нм)

№ п/п	Вещество	Показатель преломления
	Воздух	1,0003
	Вода	1,333
	Спирт (этиловый)	1,362
	Стекло (крон)	1,515
	Стекло (флинт)	1,752
	Алмаз	2,420