Главная | Обратная связь

Законы отражения и преломления света

 

Перемещение фронта волны в пространстве объясняется с помощью принципа Гюйгенса:

Все точки фронта волны (поверхности 1 на рисунке 2) являются вибраторами, от которых распространяются элементарные волны во все стороны. Огибающая всех этих элементарных волн дает новое положение фронта волны (поверхность 2 на рисунке 2).

Рисунок 2. Образование фронта волны согласно принципу Гюйгенса

При наложении элементарных волн, идущих в сторону точки О, происходит взаимное ослабление колебаний, и в этом направлении волны гасят друг друга. Линию, вдоль которой перемещается фронт волны, называют лучом (ОА).

В изотропной среде свет распространяется прямолинейно, т.е.

световые лучи являются прямыми линиями. Чем дальше от точки О уходит фронт волны, тем меньше становится кривизна его поверхности. Поэтому на большом расстоянии от источника света маленький участок фронта волны можно считать плоским, а световые лучи параллельными.

Изменение направления распространения света происходит на границе раздела двух различных сред (рисунок 3). Если на поверхность воды из воздуха попадает тонкий пучок света, то в точке падения О часть света отражается, а часть проникает в воду и при этом преломляется.

Угол , составленный падающим лучом и перпендикуляром, восстановленным из точки падения луча к поверхности, называется углом падения.

a i 1 Воздух 2 Вода b

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

Рисунок 3. Отражение и преломление света

Угол b, составленный преломленным лучом и перпендикуляром, восстановленным к поверхности раздела двух сред в точке падения луча, называется углом преломления.

Если световое излучение проходит в среде значительное расстояние мало ослабляясь, то такую среду называют прозрачной.

Пусть излучение приносит в точку 0 энергию W.

Тогда .

Коэффициент отражения r показывает, какую часть энергии, принесенной на поверхность тела излучением, составляет энергия,

унесенная от этой поверхности отраженным излучением. .

В природе не существует веществ, которые бы полностью поглощали или отражали все падающие на них излучения. Несмотря на это, в оптике принято абстрактное понятие: абсолютно черное тело, которое полностью поглощает все падающие на него излучения. Почти полностью поглощают падающие на них лучи печная сажа и черный бархат, а почти полностью отражает свет полированное серебро.

Законы отражения светового излучения были открыты еще в III веке до н.э. Эвклидом: