Преломление луча света в стекле

Преломление луча света в стекле

Описание видеоурока

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 n
21  (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  n  (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 Христианом Гюйгенсом.  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: n=c/v (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.                   

 



Источник: infourok.ru


Добавить комментарий