| Вспомним, где и как можно наблюдать преломление света.
|
| Цветы находятся в прозрачной вазе с водой, но кажется, что ножки цветов сломаны. Почему так происходит?
В восьмом классе это явление мы объясняли так. Лучи света, переходя из воздуха в воду, испытывают преломление. Это происходит потому, что скорость света в воде значительно меньше скорости света в воздухе.
Среда, в которой скорость света меньше, называется оптически более плотной. Среда, в которой скорость света больше, называется оптически менее плотной. Луч света при переходе из оптически менее плотной среды в оптически более плотную среду изменяет свое направление и приближается к перпендикуляру. То есть угол преломления света бета меньше угла падения альфа.
|
| Определите, какая среда является оптически более плотной алмаз или стекло, если изменение направления луча при переходе из одной среды в другую показано на рисунке.
Алмаз оптически более плотная среда, так как угол падения меньше угла преломления.
|
| Изменив угол падения, мы так же изменяем и угол преломления. Если угол падения стал больше, то и угол преломления станет больше. Однако при этом соотношения углов, как мы видим, не сохраняются.
|
| А вот соотношения синусов углов есть величина постоянная.
|
| Эту закономерность первым открыл голландский ученый Виллеброрд Снелл (печатается под латинизированным именем Снеллиус). В 1621 году опытным путем он открыл закон преломления света, который был сформулирован в трактате по оптике. Данный трактат был найден в бумагах ученого только после его смерти.
|
Лучи падающий, преломленный и перпендикуляр, восстановленный на границе раздела двух сред в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред.
В формуле  эн два один) – это относительный показатель преломления второй среды относительно первой.
|
Если рассматривать переход луча света из вакуума в какую –либо среду, то тогда показатель преломления называют абсолютным и обозначают просто  (эн), так как показатель преломления вакуума принят равным единице.
|
| Теоритическое доказательство того, что изменение направления хода луча при переходе из одной среды в другую происходит вследствие изменения его скорости, было предложено вначале французским математиком Пьером Ферма', и чуть менее тридцати лет спустя физиком из Нидерландов Христиа'ном Гю'йгенсом.
|
Разными способами были получены доказательства того, что отношения синусов углов падения и преломления двух различных сред есть постоянная величина, которая так же равна отношению скоростей света в этих средах.
Если свет переходит из вакуума в среду, то абсолютный показатель преломления вычисляется так:
 (эн равно цэ разделить на вэ), где цэ- это скорость света в вакууме. Она равна приблизительно 300 000 км/с. Вэ – это скорость света в конкретной среде.
|
| Для того, чтобы легче было понять, почему происходит изменение скорости луча, проведем аналогию с движением группы путешественников по полю. Предположим, группа по диагонали пересекает луг квадратной формы. По середине луга проходит полоса заболоченной местности. Очевидно, что скорость путешественников по болоту будет меньше, и направление движения они также начнут изменять, стараясь как можно быстрее выйти из болота, поэтому траектория их движения будет приближаться к перпендикуляру. Пройдя болото, путешественники снова будут придерживаться первоначального курса. И скорость их снова возрастет.
|
| Так же происходит и с движением луча. При переходе луча из воздуха в стекло, скорость снижается и луч смещается к нормали (линии, перпендикулярной границе раздела двух сред), снова переходя в воздух, луч отклоняется от нормали на больший угол.
|
| Ответьте на вопрос.
Дно водоема кажется ближе, чем оно есть на самом деле. С помощью явления преломления объясните данный факт.
|
| 1. Нарисуем водоем и лучи, идущие от линии дна водоема.
|
| 2. На границе раздела двух сред лучи преломляются и выходят под большим углом.
|
| 3.Дно мы видим в том месте, где сходятся линии преломленных лучей. Поэтому изображение дна находится выше, чем само дно.
|