Закон независимости распространения света

Оказывают ли влияние друг на друга пересекающиеся пучки света? Чтобы ответить на этот вопрос, проделаем опыт. Возьмём два разноцветных источника света, расположив их так, чтобы световые пучки пересекались.

Мы увидим, что луч от синего источника проходит сквозь луч от красного источника. Однако это не приводит к искажениям изображений на экране.

Итак, закон независимости распространения света утверждает, что световые пучки, пересекаясь, не влияют друг на друга. Однако этот закон справедлив лишь для световых пучков небольшой интенсивности. Мощные пучки света, например, лазерные, будут оказывать влияние друг на друга.

Преломление света.

Вы уже знаете, что свет, падая на границу раздела двух сред, частично отражается от неё. Если среда прозрачна, то часть света может пройти сквозь неё. В этом случае наблюдается явление преломления света.

Явление, при котором световой луч, дойдя до границы раздела двух сред, не изменяет направление своего распространения, называется отражением.

Преломление света мы часто наблюдаем в нашей жизни. Ложка или трубочка, опущенная в стакан с водой, кажется надломленной на границе воды и воздуха. Это объясняется тем, что световой пучок при переходе из одной среды в другую  не меняет своё направление.

Закон преломления

Закон преломления света в отличие от законов прямолинейного распространения света и закона отражения света стал известен человечеству гораздо позднее. Его пытались открыть сначала греческие, а позже арабские учёные. Автором закона преломления считается голландец Снеллиус, экспериментально открывший его в 1621 г. Сам учёный свой труд не опубликовал, о чём известно из сочинений Рене Декарта, независимо от него сформулировавшего тот же закон в 1637 г.

Проведём опыт, используя оптический диск, в центре которого установлена стеклянная пластина. В отличие от опыта с зеркальной пластиной теперь световой луч не отразится на границе раздела двух сред (воздух — стекло). Луч проникает внутрь стекла и меняет направление своего распространения.

В этом опыте также можно проверить выполнение закона обратимости световых лучей. Если передвинуть осветитель по краю оптического диска и пустить световой луч в направлении луча DO, то после преломления света мы получим световой луч, совпадающий с лучом ОС.

Обозначим линию раздела двух сред (воздух — вода) MN. Пусть на эту поверхность из точки S падает пучок света. Его направление задано лучом SO. Луч SO — падающий луч. При попадании светового луча на границу раздела двух сред наблюдается его преломление. Луч О В называют преломлённым лучом. Из точки падения луча О проведём перпендикуляр ОС к поверхности раздела двух сред. Угол между падающим лучом и перпендикуляром к поверхности раздела двух сред в точке падения луча называют углом падения (угол α).

Угол между преломлённым лучом и перпендикуляром к отражающей поверхности в точке падения луча называют углом преломления (угол γ).

Из опыта с оптическим диском можно сделать следующие выводы:

· чем больше угол падения, тем больше угол преломления;

· при переходе луча света из воздуха в стекло угол преломления меньше угла падения;

· при переходе луча света из стекла в воздух угол преломления больше угла падения.

 

Оптическая плотность среды

Различие углов падения и преломления обусловлено тем, что скорость распространения света в различных средах различна.

Говорят, что чем больше скорость распространения света в среде, тем меньше её оптическая плотность. Стекло и воздух имеют разную оптическую плотность, т. е. скорость распространения света в стекле меньше, чем в воздухе. Поэтому оптическая плотность стекла больше, чем оптическая плотность воздуха. Оптическая плотность воды также больше оптической плотности воздуха.

 

Законы преломления света

Только в середине XVII веке  стало понятно, что преломление света на границе двух сред объясняется различием их оптических плотностей.

Закон

 Луч падающий, преломлённый и перпендикуляр,  восстановленный в точку падения луча, лежат в одной плоскости.

Закон

 Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная, равная относительному показателю преломления второй среды относительно первой.

Таким образом, для любой пары веществ с различной оптической плотностью можно

записать:

 

где n — относительный показатель преломления для двух данных сред.

 

Когда мы пытаемся на глаз оценить глубину водоёма или сосуда с водой, необходимо учитывать, что из-за преломления света глубина кажется нам меньше, чем на самом деле. Это явление легко проверяется на опыте. Наблюдатель размещает сосуд (чашку) с лежащим на его дне предметом (монеткой) таким образом, чтобы края сосуда не позволяли увидеть ни дна, ни этот предмет. Затем, не меняя направление взгляда, в сосуд начинают наливать воду, и через некоторое время предмет становится видимым.

Если луч переходит из воздуха в воду, то относительный показатель преломления этих сред равен 1,33. Относительный показатель преломления для воздуха и некоторых сортов стекла составляет приблизительно 1,5.

Если луч света переходит из среды оптически менее плотной в среду оптически более плотную, то угол преломления меньше угла падения: α > γ. То по закону преломления следует   n

Если луч света переходит из среды оптически более плотной в среду оптически менее плотную, то угол преломления больше угла падения: α < γ. То по закону преломления следует

 

Домашнее задание:

1. Переписать конспект в тетрадь

2. Изучить материал

3. Выполнить тестовое задание, отправить мне в VK или на электронную почту

Email: [e-mail]                                    Срок до 11.04.2020

 

Тестовое задание

  Отражение и преломление

1. Отражение света – это...

2. Виды отражения:

1.

2.

3. Выберите правильную формулировку закона отражения:

а) угол падения больше угла отражения;

б) угол падения равен углу отражения;

в) угол падения меньше угла отражения;

г) угол падения в 2 раза больше угла отражения.