Что называется углом преломления

УГОЛ ПРЕЛОМЛЕНИЯ

Смотреть что такое «УГОЛ ПРЕЛОМЛЕНИЯ» в других словарях:

угол преломления — 1. Угол между лучом преломленной волны и нормалью к границе раздела сред. 2. Угол между акустической осью преломленного пучка и нормалью к границе раздела сред. [BS EN 1330 4:2000. Non destructive testing Terminology Part 4: Terms used in… … Справочник технического переводчика

угол преломления — 2.3.3 угол преломления: Угол между акустической осью преломленного пучка и нормалью к границе раздела сред (см. рисунки 4, 9 и 10). Источник: ГОСТ Р ИСО 5577 2009: Контроль неразрушающий. Ультразвуковой контроль. Словарь … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

угол преломления — lūžio kampas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. refraction angle vok. Brechungswinkel, m; Refraktionswinkel, m rus. угол преломления, m pranc. angle de réfraction, m … Fizikos terminų žodynas

угол преломления радиоволны — угол преломления Острый угол между направлением распространения преломленной радиоволны и нормалью к поверхности раздела двух сред в точке падения волны. [ГОСТ 24375 80] Тематики радиосвязь Обобщающие термины распространение радиоволн Синонимы… … Справочник технического переводчика

угол преломления (отражения) — ε’ Угол между преломленным (отраженным) лучом и нормалью к поверхности в точке преломления (отражения). Примечание Углы отсчитывают от нормали. [ГОСТ 7427 76] Тематики оптика, оптические приборы и измерения EN angle of refraction… … Справочник технического переводчика

угол преломления (сейсмоволны) — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN refraction angle … Справочник технического переводчика

Угол преломления радиоволны — 60. Угол преломления радиоволны Угол преломления Источник: ГОСТ 24375 80: Радиосвязь. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Угол преломления радиоволны — 1. Острый угол между направлением распространения преломленной радиоволны и нормалью к поверхности раздела двух сред в точке падения волны Употребляется в документе: ГОСТ 24375 80 … Телекоммуникационный словарь

угол полного преломления радиоволны — Ндп. угол полной поляризации Угол падения радиоволны на поверхность раздела двух идеальных диэлектриков, при котором коэффициент отражения для вертикально поляризованной волны снижается до нуля. [ГОСТ 24375 80] Недопустимые, нерекомендуемые угол… … Справочник технического переводчика

Источник

Законы преломления света

Когда световой луч падает на границу разделах двух сред, то некоторая часть световой энергии возвращается в первую среду. Это явление называется отражением. Если вторая среда прозрачная, то свет, как правило, меняет направление своего распространения. Это явление называется преломлением. Таким образом, на разделе двух сред у светового пучка есть два варианта поведения: он может либо отразиться, либо преломиться.

Преломление объясняет нам искажение форм объектов, а также «путает» нас, изменяя их расположение. Например, если зайти в прозрачную воду и посмотреть на свои ноги, то можно увидеть, что они стали значительно короче и шире. Но не пугайтесь! Это лишь кратковременный эффект. На суше длина и размер ног вернутся к первоначальному виду.

Теперь проведём другой опыт. Положим на дно пустого стакана монетку. Расположим стакан так, чтобы его край, центр монеты и наши глаза находились на одной прямой. Останемся в таком положении и попросим кого-нибудь налить воду в стакан. Мы заметим, что по мере того, как уровень воды увеличивается, монетка приподнимается.

Уберём монетку и поставим в эту воду карандаш. Теперь, если посмотреть на сосуд сбоку, то можно увидеть искажение стержня, объясняющееся преломлением света.

Закон преломления света определяет взаимное расположение падающего и преломлённого лучей к перпендикуляру, проведённому к разделу сред в точке падения. При этом угол между падающим лучом и нормалью называется углом падения, а угол между преломлённым лучом и перпендикуляром – углом преломления.

Математический вывод закона преломления

Воспользуемся принципом Гюйгенса. Очевидно, что при переходе из одной среды в другую происходит изменение скорости распространения света. Характер этого изменения зависит от свойств среды.

Пусть скорость волны в первой среде v₁, а во второй – v₂. Предположим, что на плоскую границу раздела двух сред падает свет. Обозначим через АС фронт волны, присущий точке А. Направим луч В₁В на границу раздела двух сред. Он достигнет этой точки за время: ∆t=CB/v₁.

В то время, когда волна дойдёт до точки В, вторичная волна во второй среде от источника, локализующейся в точке А, станет похожей на полусферу с радиусом AD=v₂∆t.

Получим фронт преломлённой поверхности. Для этого во второй среде проведём касательную ко всем фронтам вторичных волн поверхность. Получится плоскость BD.

Заметим, что угол падения ɑ луча А₁А равен углу САВ в треугольнике АВС, а значит: СВ=v₁∆t=ABsinɑ.

Аналогично в треугольнике АВD угол преломления β равен углу АВD. С учётом этого составляем выражение для AD: AD= v₂∆t=ABsinβ.

Разделим первое полученное уравнение на второе и получим: sinɑ/sinβ=v₁/v₂=n, где n – постоянная величина, характерная для конкретной среды.

Итак, сформулируем законы преломления света:

Показатель преломления

Отношение синусов падающего и преломлённого углов можно переписать через скорости: n=v₁/v₂.

Если угол преломления β меньше угла падения ɑ, то скорость света во второй среде меньше, чем в первой.

Показатель преломления среды относительно вакуума называют абсолютным показателем преломления. Эта величина показывает соотношение скорости света в вакууме к некоторой среде: n=c/v.

Относительный показатель преломления можно выразить через абсолютные показатели преломления n₁ и n₂ двух сред: n=n₁/n₂.

Среду с меньшим показателем преломления называют оптически менее плотной средой. И, наоборот, среду с большим показателем преломления – оптически более плотной.

Зачем же нужен этот абсолютный показатель преломления, если есть относительный? Абсолютный показатель преломления определяет скорость распространения света в конкретной среде, которая отличается определёнными свойствами (температурой и плотностью вещества и т.д.).

Помимо этого, показатель преломления зависит от длины волны λ света. Например, у красного цвета он меньше, чем у зелёного.

Ход лучей в треугольной призме

Возьмём треугольную призму и рассмотрим особенности закона преломления внутри неё.

Попадая внутрь призмы, луч отклоняется к основанию и преломляется на боковых гранях ОА и ОВ. Угол ϕ между ними называются преломляющим углом призмы. Степень отклонения луча от первоначального положения зависит от показателя преломления материала призмы и угла падения ɑ.

Источник

Что такое преломление света? Закон преломления света: формулировка, формула

Когда вы наблюдаете за чайной ложкой через стенку стакана, создается впечатление, что она больше и в верхней части как бы сломана. Когда вы пытаетесь выловить какой-либо предмет, лежащий на дне водоема, вы обычно не находите его именно там, где ожидали. Это примеры, в которых вы сталкиваетесь с явлением преломления света. Можете ли вы применить его на практике?

Когда свет проходит через границы между различными средами (воздух, стекло, вода и т.д.), он преломляется. Именно поэтому мир выглядит так странно, если смотреть на него через толстый кусок изогнутого стекла — например, ножку бокала.

Явление преломления света

Проведем опыт по наблюдению явления преломления света на границе двух сред.

Что вам понадобится?

Инструкция.

Вывод.

Как в воздухе, так и в воде луч лазерного излучения прямолинеен. Однако на границе двух сред (в нашем случае воздуха и воды) мы видим, что лазерный луч четко меняет свое направление. Это явление называется преломлением.

Помните! Преломление света — это явление изменения направления распространения света на границе двух прозрачных сред.

Рис. 1. Угол падения и угол преломления в явлении преломления света

Причиной явления преломления является изменение скорости распространения света при переходе из одной среды в другую. Если скорость распространения света в первой среде больше, чем в той, в которую проходит свет, то угол преломления (β) меньше угла падения (α) (см. рисунок 3).

Рис. 3. Если скорость распространения света в первой среде (v₁) больше, чем во второй среде (v₂), то угол падения (α) больше угла преломления (β)

Когда скорость распространения света в первой среде меньше скорости распространения света во второй среде, в которую проходит свет, то угол преломления больше угла падения (см. рисунок 4).

Рис. 4. Скорость распространения света и явление преломления

Если скорость распространения света в первой среде (v₁) меньше, чем во второй среде (v₂), то угол падения (α) меньше угла преломления (β).

Рис. 5. Когда угол падения равен нулю градусов преломление отсутствует

Явление полного внутреннего отражения

Когда луч света падает на границу между двумя средами, при определенных углах падения происходит явление полного внутреннего отражения. Чтобы это произошло, свет должен перейти из первой среды, в которой скорость распространения света меньше, во вторую среду, в которой эта скорость выше, например, из воды или стекла в воздух.

Явление полного внутреннего отражения — явление, иногда наблюдаемое при переходе из среды, в которой скорость распространения света ниже, в среду, в которой скорость света выше. Увеличение угла падения сопровождается одновременным увеличением угла преломления. При значениях больше определенного угла, называемого предельным углом (α_пр), лучи света перестают проходить в другую среду и полностью отражаются.

Луч света, падающий на границу двух сред, может претерпевать полное внутреннее отражение, когда свет переходит из среды, в которой скорость распространения света v₁ меньше, в среду, в которой скорость распространения света v₂ больше (v₁ Рис. 6. Полное внутреннее отражение

Преломление света в плоскопараллельной пластине

Плоскопараллельная пластина — это оптически однородный блок материала (стекло, оргстекло), прозрачный для световых лучей и имеющий по крайней мере две плоские поверхности, параллельные друг другу. Когда свет проходит через плоскопараллельную пластину, он преломляется дважды — один раз при входе и один раз при выходе из пластины. После выхода из пластины луч продолжает движение параллельно пути падающего луча и, таким образом, не отклоняется.

Плоскопараллельные пластины нашли практическое применение, а понимание хода светового луча в них позволило объяснить некоторые явления, происходящие в природе.

Преломление света в линзах

Линза — это специально отшлифованное твердое прозрачное вещество, ограниченное сферической, параболической или цилиндрической поверхностью. Линзы обычно изготавливаются из стекла, пластика, некоторых минералов (кварц, сапфир) и парафина.

Задача линзы как простого оптического устройства — преломлять проходящий через нее свет. Линзы могут собирать и рассеивать свет. Соответственно, мы называем их собирающими и рассеивающими линзами.

Рис. 8. Классификация линз по форме ограничивающих их поверхностей

Примером собирающей линзы является двояковыпуклая линза, а рассеивающей — двояковогнутая линза. Для объективов, предназначенных для использования в газовой среде (т.е., например, в воздухе, а не под водой), собирающие линзы тоньше по краям и толще в центре, а рассеивающие линзы, наоборот, тоньше в центре, чем по краям.

Применение линз.

Линзы, благодаря своим свойствам, нашли широкое применение в качестве элементов сложных оптических систем. Давайте, однако, начнем обсуждение их применения с оптической системы, которой большинство из нас пользуется каждый день, а именно с глаза.

Взяв за образец строение глаза, была сконструирована камера, объектив которой состоит из нескольких или даже более чем десятка линз.

Очки предназначены для коррекции нарушений зрения, таких как близорукость, дальнозоркость или астигматизм, путем фокусировки или рассеивания световых лучей.

Лупа — это простой оптический прибор, который может создавать как минимум в три раза увеличенные изображения предметов. Лупа — это обычная собирающая линза. Она используется, например, в филателии или нумизматике, полиграфии, ювелирном или часовом деле.

Оптический микроскоп — это еще один инструмент, в котором используются линзы. Назначение микроскопа — наблюдение близко расположенных объектов небольшого размера под большим увеличением. В микроскопе используется система из двух объективов — объектива и окуляра. При правильном их сочетании можно получить увеличение до 1500 раз. Чтобы понять, насколько велико это увеличение, давайте представим, что мы наблюдаем объект длиной 1 см. В микроскопе его изображение может достигать 15 м.

Линзовый телескоп (рефрактор) — это редко используемый сегодня астрономический инструмент, состоящий полностью из линз. Как и телескоп, впервые построенный Галилеем в 1609 году, он состоит из трубки, содержащей собирающую линзу объектива и рассеивающую линзу окуляра.

Сегодня для астрономических наблюдений мы используем так называемые рефлекторы, в которых для сбора света используются наборы зеркал и опорных линз.

Закон преломления света

Исходя из приведенной формулы можно сделать вывод, что:

« Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух сред! Чем больше показатель преломления, тем сильнее преломляется луч при переходе из одной среды в другую. »

Перышкин А.В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.

Исходя из написанного выше, можно сделать следующие выводы:

Интересный факт! Почему даже на мелководье, оставив в стороне наши охотничьи навыки, мы не можем охотиться на рыбу с заостренной палкой?

Ответ прост! Когда вы наблюдаете за рыбой, плавающей под поверхностью воды, у вас создается впечатление, что она находится на продолжении лучей, попадающих в ваш глаз. Однако это не так, поскольку свет, выходящий из воды, преломляется на границе вода-воздух. Рыба находится совсем не там, где вы ее видите.

Источник

Преломление света. Показатель преломления

Урок 46. Физика 9 класс

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Преломление света. Показатель преломления»

«Никто не зажигает свечу,

чтобы хранить ее за дверью,

ибо свет затем и существует,

чтобы светить, открывать людям глаза,

показывать какие вокруг чудеса».

В курсе физики 8 класса вы рассматривалось явление преломления света. Известно, что свет представляет собой электромагнитные волны определенного оптического диапазона.

Опираясь на знание о природе света, в данной теме рассмотрим физическую причину преломления и объясним многие другие связанные с ним световые явления.

Преломление — это изменение направления распространения света при его переходе через границу раздела двух сред.

Угол (a) между падающим лучом и перпендикуляром, восстановленным в точке падения луча, называется углом падения.

Угол (b) между перпендикуляром, проведенным к границе раздела двух сред, восстановленным в точке падения луча, и преломленным лучом называется углом преломления.

Если падающий луч перпендикулярен к границе раздела, то угол преломления равен нулю, т.е. луч идет не преломляясь.

В курсе физики 8 класса изучался закон преломления света, который излагался в следующей форме: луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восставленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости; отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред, не зависящая от угла падения.

Величина n₂₁ называется относительным показателем преломления второй среды относительно первой.

Относительным показателем преломления второй среды относительно первой называется скалярная физическая величина, равная отношению синуса угла падения к синусу угла преломления.

Из закона преломления света следует, что если менять угол падения, то соответственно будет меняться и угол преломления. Но при любом угле падения соотношение синусов этих углов будет оставаться неизменным для данных двух сред.

Если луч переходит в какую-либо среду из вакуума, то отношение синуса угла падения к синусу угла преломления будет называться абсолютным показателем преломления второй среды, так как показатель преломления вакуума принято считать равным единице.

Закон преломления света был открыт опытным путем голландским ученым Виллебордом Снеллиусом в 1621 году. Однако результаты многочисленных экспериментов по оптике опубликованы не были. Позже, после смерти ученого, они были обнаружены в архивах Рене ДекАртом, который использовал их при написании своих «Рассуждений о методе. » в приложении «Диоптрика» (1637год).

После открытия Снеллиуса несколькими учеными была выдвинута гипотеза о том, что преломление света обусловлено изменением его скорости при переходе через границу двух сред. Справедливость этой гипотезы была подтверждена теоретическими доказательствами, выполненными независимо друг от друга французским математиком Пьером Ферма в 1662году) и голландским физиком Христианом Гюйгенсом (в 1690году).

Разными путями они пришли к одному и тому же результату, доказав, что отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред, равная отношению скоростей света в этих средах.

Из данного утверждения следует, что относительный показатель преломления показывает, во сколько раз скорость света в первой по ходу луча среде отличается от скорости распространения света во второй среде.

Тогда, абсолютный показатель преломления будет показывать, во сколько раз скорость света в вакууме больше, чем в данном веществе.

Существуют таблицы значений абсолютных показателей преломления для твердых, жидких и газообразных веществ.

Из таблицы видно, что из двух сред оптически более плотной считается та, у которой показатель преломления больше (или та, в которой скорость света меньше).

Отсюда следует, что при переходе света из среды оптически менее плотной в среду оптически более плотную угол преломления меньше угла падения.

Это значит, что, попадая в среду оптически более плотную, луч отклоняется в сторону перпендикуляра к границе двух сред. И наоборот, если происходит переход луча из среды оптически более плотной в среду менее плотную, угол преломления оказывается больше угла падения и луч прижимается к границе раздела двух сред.

Обратимся теперь к рисун­ку, который поясняет, почему на границе двух сред с изменением скорости меняется и направление распространения световой волны.

На рисунке изображена све­товая волна, переходящая из воздуха в воду и падающая на границу раздела этих сред под углом a. В воздухе свет рас­пространяется со скоростью , а в воде — с меньшей скоростью .

Первой до границы доходит точка А волны. За промежуток вре­мени точка B, перемещаясь в воздухе с прежней скоростью до­стигнет точки B’. За то же время точка А перемещаясь в воде с мень­шей скоростью, пройдет меньшее расстояние, достигнув только точки A’. При этом так называемый фронт волны A’B’ в воде окажет­ся повернутым па некоторый угол по отношению к фронту AB волны в воздухе. А вектор скорости (который всегда перпендикулярен к фронту волны и совпадает с направлением ее распространения) поворачивается, приближаясь к прямой ОО’, перпендикулярной к границе раздела сред. При этом угол преломления оказывается меньше угла падения. Так и происходит преломление света.

Из рисунка видно также, что при переходе в другую среду и поворо­те волнового фронта, меняется и длина волны: при переходе в оптически более плотную среду уменьшается скорость, длина волны то же умень­шается. Это согласуется и с известной формулой, из которой следует, что при неизменной частоте (которая не зависит от плотности среды и поэтому не меняется при переходе луча из одной среды в другую) уменьшение скорости распространения вол­ны сопровождается пропорциональным уменьшением длины волны.

Из-за преломления наблюдается кажущееся изменение размеров, формы и расположения предметов. В этом можно убедиться на простых примерах. Положим на дно пустого стакана кольцо или другой небольшой предмет. Подвинем стакан так, чтобы центр кольца, край стакана и глаз находились на одной прямой. Неменяя положения головы, станем наливать в стакан воду. Заметим, что по мере повышения уровня воды дно стакана с кольцом как бы приподнимается. Кольцо,котороеранеебыловиднолишьчастично,теперьстановитсявидимымполностью. Этот опыт был описан в свое время еще Евклидом.

Возьмем теперь прозрачный стакан с водой и установим в нем наклонно линейку. Рассматривая стакан сбоку, замечаем, что часть линейки, находящаяся в воде, кажется сдвинутой в сторону.

Преломлением света объясняется и тот факт, что глубина водоема кажется меньше, чем на самом деле, а предмет, рассматриваемый через плоскопараллельную стеклянную пластинку или призму, будет казаться смещенным относительно своего истинного положения. Все дело в том, что мы видим не сам предмет, а его мнимое изображение.

– Преломление — это изменение направления распространения света при его переходе через границу раздела двух сред.

– Угол между падающим лучом и перпендикуляром, восстановленным в точке падения луча, называется углом падения.

– Угол между перпендикуляром, проведенным к границе раздела двух сред, восстановленным в точке падения луча, и преломленным лучом называется углом преломления.

– Закон преломления света гласит:

Луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восставленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости;

отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред, не зависящая от угла падения.

– Относительный показатель преломления показывает, во сколько раз скорость света в первой по ходу луча среде отличается от скорости распространения света во второй среде.

– Абсолютный показатель преломления показывает, во сколько раз скорость света в вакууме больше, чем в данном веществе.

– Из двух сред оптически более плотной считается та, у которой показатель преломления больше (или та, в которой скорость света меньше).

– Т.е., если луч попадает в среду оптически более плотную, то он отклоняется в сторону перпендикуляра к границе двух сред. И наоборот, если происходит переход луча из среды оптически более плотной в среду менее плотную, луч прижимается к границе раздела.

Источник