Закон преломления света
Преломление света — это изменение направления распространения светового луча при его прохождении через границу раздела двух прозрачных сред.
На рис. 160 показаны: луч 
, падающий на границу раздела 
двух однородных сред; преломлённый луч 
; перпендикуляр к плоскости раздела, проходящий через точку падения луча 
.
Угол 
называется углом падения, угол 
— углом преломления.
Преломление света подчиняется определённым законам.
- Луч падающий и луч преломлённый лежат в одной плоскости с нормалью, проведённой к границе раздела двух сред в точке падения луча. Плоскость эта называется плоскостью падения.
- Угол падения и угол преломления связаны соотношением:
где 
— постоянная, не зависящая от углов и .
Величина п называется показателем преломления и зависит лишь от свойств обеих сред, через границу раздела которых проходит свет.
Закон преломления, выраженный соотношением (3.28), называется законом Снелля (Снеллиуса).
Закон преломления света выводится с помощью принципа Гюйгенса. Преломление света при переходе из одной среды в другую вызвано различием в скоростях распространения света в этих средах. Пусть плоская волна, обозначенная лучами и 
и плоской волновой поверхностью 
, падает на зеркальную плоскость под некоторым углом (рис. 160). Различные участки волновой поверхности достигают отражающей границы не одновременно. Возбуждение колебаний в точке 
начнётся на время 
(где 
— скорость волны в первой среде) раньше, чем в точке 
. В момент времени, когда вторичная волна в точке только начнёт возбуждаться, волна от точки во второй среде уже имеет вид полусферы радиусом 
, где 
— скорость света во второй среде. Волновая поверхность преломлённой волны (от центров, лежащих на границе раздела двух сред) в этот момент времени представлена плоскостью 
— касательной к волновым поверхностям всех вторичных волн во второй среде.
Угол падения луча равен 
в треугольнике 
(стороны одного угла перпендикулярны сторонам другого). Следовательно,
Угол преломления равен углу 
треугольника . Поэтому
Разделив почленно (3.29) на (3.30), получим
где — постоянная величина, не зависящая от угла падения.
Из построения (рис. 160) видно, что луч падающий и луч преломлённый лежат в одной плоскости с нормалью, проведённой к границе раздела двух сред в точке падения луча. Это утверждение вместе с выражением (3.31) представляет собой закон преломления света.
Таким образом, из принципа Гюйгенса не только выводится закон преломления света, но и раскрывается физический смысл показателя преломления: он равен соотношению скоростей света в средах, на границе между которыми происходит преломление (см. (3.31)).
Эта лекция взята со страницы лекций по всем темам предмета физика:
Возможно эти страницы вам будут полезны:
| Отражение света в физике |
| Построение изображений в плоском зеркале в физике |
| Абсолютный и относительный показатели преломления в физике |
| Полное внутреннее отражение в физике |
