загрузка...
загрузка...
На головну

Основні закони оптики. повне відображення

  1. Amp; 10. Основні напрямки сучасної філософія історії
  2. I Основні інформаційні процеси і їх реалізація за допомогою комп'ютерів
  3. I. Основні і допоміжні процеси
  4. I.4.2) Закони.
  5. II. 6.4. Основні види діяльності та їх розвиток у людини
  6. II. Основні завдання та їх реалізація
  7. III ступінь-середнє (повне) загальну освіту

Ще до встановлення природи світла були відомі наступні основні закони оптики: закон прямолінійного поширення світла в оптично однорідному середовищі; закон незалежності світлових пучків (справедливий тільки в лінійній оптиці); закон відбиття світла; закон заломлення світла.

Закон прямолінійного поширення світла: світло в оптично однорідному середовищі поширюється прямолінійно.

Доказом цього закону є наявність тіні з різкими межами від непрозорих предметів при освітленні їх точковими джерелами світла (джерела, розміри яких значно менше освітлюється предмета і відстані до нього).

Закон незалежності світлових пучків: Ефект, вироблений окремим пучком, не залежить від того, чи діють одночасно інші пучки або вони усунені.

Якщо світло падає на межу поділу двох середовищ (двох прозорих речовин), то падаючий промінь I (ріс.25.1.) Поділяється на два - відбитий II іпереломлені III, напрямки яких задаються законами відбиття і заломлення.

закон відображення: Відбитий промінь лежить в одній площині з падаючим променем і перпендикуляром, проведеним до кордону розділу Рис. 25.1.

двох середовищ у точці падіння; кут i1' відбиття дорівнює куту i1 падіння:

i1'= I1. (25.1)

Закон заломлення: промінь падаючий, промінь переломлений і перпендикуляр, проведений до межі поділу в точці падіння, лежать в одній площині; відношення синуса кута падіння до синуса кута заломлення є величина постійна для даних середовищ:

 = n21, (25.2)

де n21 - відносний показник заломлення другий середовища щодо першої.

Відносний показник заломлення двох середовищ дорівнює відношенню їх абсолютних показників заломлення:

n21 = . (25.3)

Абсолютним показником заломлення середовища називається величина n1 рівна відношенню швидкості с електромагнітних хвиль в вакуумі до їх фазової швидкості u у середовищі:

n1= С / u. (24.4)

також п=  , де ? и ? - Відповідно електрична і магнітна проникності середовища.

якщо світло поширюєтьсяз середовища з великим показником заломлення n1 (Оптично більш щільною) в середу з меншим показником заломлення n2(Оптично менш щільну) (n1>n2), Наприклад, зі скла в воду, то

sin i2/ sin i1 = n1 / n2> 1. (25.5)

 Звідси випливає, що переломлений промінь віддаляється від нормалі і кут заломлення i2більше, ніж кут падіння i1 (Рис. 25.2.а). Зі збільшенням кута падіння збільшується кут заломлення (ріс.25.2.б, в) до тих пір, поки при деякому куті падіння (i1 = iпр) Кут заломлення не опиниться Ріс.24.2.

рівним ? /2. Кут iпр називається граничним кутом. При кутах падіння i1 > iпр весь падаюче світло повністю відбивається (ріс.25.2. г).

У міру наближення кута падіння до граничного інтенсивність переломленого променязменшується, а відбитого - зростає (рис. 25.2.а-в). якщо i1 = iпр, То інтенсивність переломленого променя звертається в нуль, а інтенсивність відбитого дорівнює інтенсивності падаючого (рис. 25.2.г). Таким чином, при кутах падіння в межах iпр до ?/ 2 промінь НЕ заломлюється, а повністю відбивається в першу середу, причому інтенсивності відбитого і падаючого променів однакові. Це явище називається повним відображенням.

граничний кут iпр

sin iпр = n2 / n1= n21. (25.6)

Явище повного відображення використовується в оптичних приладах (наприклад, в біноклях, перископах), а також в рефрактометри, Що дозволяють визначати показники заломлення тел.

Явище повного відображення використовується також в световодах, Що представляють собою тонкі, довільним чином вигнуті нитки (волокна) з оптично прозорого матеріалу.

Світоводи використовуються в електронно-променевих трубках, в електронно-обчислювальних машинах, для кодування інформації, в медицині (наприклад, діагностика шлунка), для цілей інтегральної оптики і т. Д.



Попередня   128   129   130   131   132   133   134   135   136   137   138   139   140   141   142   143   Наступна

Фазова швидкість хвилі, що біжить | Принцип суперпозиції хвиль. групова швидкість | інтерференція хвиль | стоячі хвилі | Основні характеристики звукових хвиль | ефект Доплера | застосування ультразвуку | Прискорення виробничих процесів за допомогою ультразвуку. | Експериментальне отримання електромагнітних хвиль | Диференціальне рівняння електромагнітної хвилі |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати