ФІЗИКА. Вчимося розв'язувати задачі. "ОПТИКА". Компенсаційний курс
Розділ I. Геометрична оптика
1.2. Закони відбивання і заломлення
|
При потраплянні На межі поділу двох ізотропних середовищ із різною оптичною густиною світлова хвиля відбивається та проходить далі так, що падаючий 1, відбитий 1′ і заломлений 1″ промені що падаючий, відбитий і заломлений промені (рис. 16.2) лежать в одній площині і задовольняють наступні закони відбивання та заломлення. |
|
|
|
Закон відбивання: кут відбивання \(\alpha^{\prime}\) дорівнює кутові падіння \(\alpha\) (рис. 16.2а): |
|||
|
\(\alpha^{\prime}=\alpha\). |
(1.2) |
||
|
Закон заломлення: відношення синуса кута падіння \(\alpha^{\prime}\) до синуса кута заломлення \(\beta\) дорівнює оберненому відношенню показників заломлення даних середовищ: |
|||
|
\(\frac{\sin\alpha}{\sin\beta}=\frac{n_{2}}{n_{1}}\) |
або |
\(n_{1}\sin\alpha=n_{2}\sin\beta\). |
(1.3) |
Із співвідношення (1.3) випливає, що при переході світла із оптично менш густого (n1 < n2) середовища в більш густе (рис.16.2а) заломлений промінь відхиляється в напрямку нормалі до межі поділу середовищ, а у випадку n1 > n2 (рис.16.2б) — від неї. Тож при поступовому збільшенні кута падіння, так що при деякій величині \(\alpha_{0}\) кут заломлення набуває максимально можливого значення \(90^{\circ}\) (рис.16.3). Згідно із законом заломлення (1.3), це станеться за умови
|
|
\(\sin\alpha_{0}=\frac{n_{2}}{n_{1}}\), \(n_{1}\gt{n}_{2}\), |
(1.4) |
де кут \(\alpha_{0}\) називається граничним кутом для даних двох середовищ.
Теорія й практика свідчать, що за вказаної умови при збільшенні кута падіння до величини \(\alpha_{0}\) інтенсивність заломленого променя зменшується до нуля, а відбитого – зрівнюється з інтенсивністю падаючого. Це означає, що при падінні з оптично більш густого середовища під кутами \(\alpha\gt\alpha_{0}\) світло не проходить крізь прозору поверхню його дотику з прозорим менш густим середовищем, тобто, спостерігається явище повного відбивання.