Показатель преломления

Постоянная величина, входящая в закон преломления света, называется относительным показателем преломления или показателем преломления второй среды относительно первой. Закон преломления света: падающий и преломленный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости.


Для измерения показателя преломления используют ручные и автоматические рефрактометры. Модель представляет собой анимированную иллюстрацию по теме «Закон преломления света». Согласно волновым представлениям, преломление является следствием изменения скорости распространения волн при переходе из одной среды в другую.

ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА. ВОЛНОВАЯ ОПТИКА

Напомним, в чем состоит явление преломления света. Выведем закон преломления с помощью принципа Гюйгенса. На границе двух сред свет меняет направление своего распространения. Вследствие преломления наблюдается кажущееся изменение формы предметов, их расположения и размеров. Убедиться в справедливости закона преломления можно экспериментально, измеряя углы падения и преломления и вычисляя отношение их синусов при различных углах падения.

Из принципа Гюйгенса не только следует закон преломления, но с помощью этого принципа раскрывается физический смысл показателя преломления. Показатель преломления зависит также и от характеристик самого света. Для красного света он меньше, чем для зеленого, а для зеленого — меньше, чем для фиолетового. Значения показателей преломления для некоторых веществ относительно воздуха приведены в таблице (данные относятся к желтому свету).

Основные формулы по физике — ОПТИКА

Луч в призме отклоняется к основанию, преломляясь на гранях ОА и 0В. Угол j между этими гранями называют преломляющим углом призмы. Закон преломления нужно запомнить. Формула (1.4) описывает бесчисленное множество случаев преломления. Обратимся к более подробному рассмотрению показателя преломления, введенного нами в § 81 при формулировке закона преломления.

На рисунке ниже показан луч, переходящий из воздуха в воду. Угол называется углом падения луча, а — углом преломления

Показатель преломления, полученный в том случае, когда свет из вакуума падает на какую-либо среду, называется абсолютным показателем преломления данной среды.Рис. Интересно отметить, что закон отражения может быть формально записан в том же виде, что и закон преломления. Нелинейность среды проявляется, в частности, в том, что световая волна большой интенсивности изменяет показатель преломления.

При J=1012 Вт/м2 нелинейный показатель преломления аJ==10-5. Рассмотрим среду с положительным нелинейным показателем преломления. В этом случае области повышенной интенсивности света являются одновременно и областями увеличенного показателя преломления. Пучок лучей, выходящий из лазера параллельно оси, попадая в среду с переменным показателем преломления n,отклоняется в ту сторону, где n больше.

Свет проходит как бы по узкому каналу с повышенным показателем преломления

Оптика – раздел физики, изучающий свойства и физическую природу света, а также его взаимодействие с веществом. Закон прямолинейного распространения света: в оптически однородной среде свет распространяется прямолинейно. Распространение света в волоконном световоде. Так происходит всякий раз, когда луч попадает в среду, где скорость света меньше.

Преломлением обусловлен целый ряд широко известных оптических иллюзий. Преломление света сопровождается отражением, причём с увеличением угла падения яркость отражённого пучка возрастает, а преломлённого ослабевает. Как мы увидим в дальнейшем, показатель преломления n несколько меняется в зависимости от длины волны света – постоянное значение он сохраняет только в вакууме.

Как известно, показатель преломления воздуха зависит от температуры, давления и состава

Проходя через пластинку, луч света преломляется дважды: один раз при входе в пластинку, второй раз при выходе из пластинки в воздух. Прошедший через пластинку луч света остаётся параллельным своему первоначальному направлению и только немного смещается.

Но рассматривая предметы через стекло, мы не замечаем изменений в их расположении и форме потому, что стекло тонкое; лучи света, проходя оконное стекло, смещаются незначительно. Идущий от предмета луч света падает на призму в точке А, преломляется и идёт внутри призмы по направленшо АВ Дойдя до второй грани призмы.

Угол b между преломлённым лучом АА1 и перпендикуляром к Z0Z, называют углом преломления. При попадании света на любую молекулу в прозрачной среде скорость его прохождения через среду уменьшается из-за взаимодействия с молекулой. В большом масштабе это явление ответственно за преломление света, причем уменьшение скорости пропорционально показателю преломления среды. Степень взаимодействия зависит от поляризуемости молекулы.

В этом нас могут убедить простые наблюдения. Не меняя положения головы, будем наливать в стакан воду. По мере повышения уровня воды дно стакана с монетой как бы приподнимается. Закон преломления света позволяет рассчитать ход лучей в различных оптических устройствах, например в треугольной призме, изготовленной из стекла или других прозрачных материалов.

Луч света при переходе из воздуха в воду меняет своё направление, приближаясь к перпендикуляру CD. Вода — среда оптически более плотная, чем воздух. Если угол преломления β меньше угла падения α, то согласно (1.4) скорость света во второй среде меньше, чем в первой. Преломление света связано с тем, что в разных средах свет распространяется с различной скоростью.

И еще интересно: