Законы отражения

Сведения из теории

Плоская световая волна на границе двух однородных изотропных прозрачных диэлектриков частично отражается, частич­но, преломляясь, проходит во вторую сре­ду (рис.1.1, где AB - падающий луч, BC – от­раженный луч, BD - преломленный луч, MN - нормаль к границе раздела двух сред).

1. Отраженный луч лежит в одной плоскости с падающим лучом и нормалью, восстановленной из точки падения.

2. Угол отражения равен углу падения: a ¢ = a.

Законы преломления.

1. Преломленный луч лежит в одной плоскости с падающим лучом и нормалью, восстановленной из точки падения.

2. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная (не зависящая от угла падения) для данных двух сред:

.

Величина n₂₁ называется относительным показателем преломления (второй среды по отношению к первой). Если роль среды 1 выполняет вакуум, то не говорят о "показателе преломления среды 2 по отношению к вакууму", а соответствующую величину называют абсолютным показателем преломления среды 2(например, показатель преломления воды, стекла и т.д.) и обозначают буквой n. Показатель преломления вакуума, таким образом, принимают равным 1. Для любой другой среды он больше 1 (см. приложение). Среда, имеющая больший показатель преломления, называется оптически более плотной.

Световые лучи обладают свойством обратимости: если направить луч из среды 2под углом b, то, преломившись в среде 1, он пойдет под углом a к перпендикуляру к границе сред. Следовательно, отношение есть показатель преломления первой среды по отношению ко второй. Отсюда видно, что n ₁₂ = 1 /n ₂₁.

Показатели преломления сред связаны со скоростями распро-странения света в этих средах. Так, , где v ₁ и v _{2 -} скоростираспространения света соответственно в средах 1и 2. Очевидно, что абсолютный показатель преломления среды n = с / v, где c - скорость распространения света в вакууме, а v - скорость распространения света в данной среде. Отсюда следует, что если n ₁ и n ₂ - абсолютные показатели преломления среды соответственно для сред 1 и 2, то n₂₁ = n₂/n₁. Последнее позволяет записать: или n ₁ sin a = n ₂ sin b.

Если n ₁ > n ₂, т.е. если свет идет из оптически более плотной среды в оптически менее плотную, то угол преломления b будет боль­ше угла падения a (рис. 1.2). При увеличении угла a растет и угол b, следовательно, существует такой угол падения a_пр, при котором b = 90^O (преломленный луч скользит по границе раздела двух сред). Этот угол падения называется пре­дель­ным и определя­ется из условия

sin a_пр = n ₂/ n₁ .

При углах a > a_пр свет полностью отра­жа­ет­ся от второй среды. Такое яв­ление называется пол­ным внутренним отра­же­ни­ем. Оно широко ис­поль­зуется в оптике в так на­зываемых поворотных и оборотных призмах (рис. 1.3).

Дата добавления: 2015-06-04