Пречупванедавасветлина е явлението, което се състои в промяната на скорост на разпространение на електромагнитната вълна, когато тя пресича различни оптични среди. По време на пречупване, дължината на вълна на светлината се променя, докато вашият честота остава постоянна. Пречупването може или не може да бъде придружено от a промянавпосока на разпространението на светлината.
Вижсъщо:Най-удивителните оптични явления в природата
Въведение в пречупването на светлината
НА пречупване възниква, когато светлината пресича интерфейса между два оптични и прозрачни носители, като въздух и вода. Когато това се случи, скороствразмножаванедавасветлинапромени, тъй като тази скорост зависи от характеристика на всяка наречена оптична среда индексвпречупванеабсолютно.
Абсолютният показател на пречупване е a величиебезразмерен, т.е. величина, която няма мерна единица, изчислена от съотношението между скорост на светлината във вакуум и скоростта на светлината в тази среда.
не - показател на пречупване
° С - скорост на светлината във вакуум (c ≈ 3.0.108 Госпожица)
v - скорост на светлината в средата (m / s)
Колкото по-висок е коефициентът на пречупване на дадена среда, толкова по-бавна е скоростта, с която светлинатаакоразпространява с други думи, ние казваме, че средата е повече рефректиращ. Тъй като няма оптична среда, в която светлината да се движи по-бързо, отколкото във вакуум, абсолютният показател на пречупване е винаги по-голямо или равно на 1.
Проверете показателя на пречупване на някои известни оптични носители в таблицата по-долу:
оптична среда |
Индекс на пречупване |
Атмосферен въздух (25 ° C) |
1,00029 |
Вода (25 ° C) |
1,33 |
Етилов алкохол |
1,36 |
готварска сол |
1,54 |
Глицерин |
1,90 |
Акрил |
1,49 |
Диамант |
2,42 |
Прочетете и вие: Физически открития, станали вследствие на злополука
Не спирайте сега... Има още след рекламата;)
Пречупване на светлината и нейните свойства
НА пречупванедавасветлина винаги се случва, когато относителен показател на пречупване между две средства е различенот 1. Формулата за относителния показател на пречупване е показана по-долу, забележете:
не1,2 - относителен показател на пречупване на среда 1 и 2;
не1 и не2 - показател на пречупване, съответно на средата на източника на светлина и средата на предназначението на светлината;
v1 а ти2 - скорост на разпространение на светлината в средата, в която светлината излиза и потапя, съответно.
За разлика от абсолютния коефициент на пречупване, който измерва връзката между скоростта на светлината в тази среда и скоростта на светлината във вакуум, Относителният показател на пречупване измерва връзката между скоростта на разпространение на светлината в двете среди и следователно може да приема стойности по-голямо или по-малко от 1.
Промяната в скоростта на преминаване на светлината от среда 1 към среда 2 може да причини появата на странично изместване на светлинния лъч. Тази промяна се случва, ако въпросният светлинен лъч удари перпендикулярно към повърхността (90º), в същата посока като правнормално за плана. Нормалната линия от своя страна се използва като еталон за измерванията на ъгли на падане и пречупване, както е показано на следващата фигура:
θi и θr – ъгли на падане и пречупване
не1 и не2- показател на пречупване на среда 1 и 2
Друг важен факт за пречупването на светлината се отнася до зависимост между показател на пречупване и светлинна честота инцидент. Промяната в скоростта на светлината зависи, наред с други фактори, от "цвета" на светлината: колкото по-висока е честотата на светлинната вълна, толкова по-нисък е абсолютният показател на пречупване на средата. Ето защо бялата светлина разпръснати в множество цветни ленти при преминаване през призма: всеки от неговите компоненти има специфичен индекс на пречупване и това кара всеки от тях да претърпи специфична промяна на посоката. Искате ли да разберете по-добре различните честоти на светлината? Достъп до нашия текст: електромагнитен спектър.
Закони за пречупване
След като познаем основните понятия за пречупване, можем да разберем как закони на пречупване:
→ 1-ви закон на пречупване
НА първи закон за пречупване заявява, че светлинни лъчиинцидент и пречупен, както и нормалната линия, са прави копланарен, тоест те трябва да се съдържат в една и съща равнина.
→ 2-ри закон за пречупване - Закон на Снел-Декарт
НА втори закон за пречупване, също известен като Законът на Снел-Декарт, се използва за изчисляване на Обходъглова страда от пречупения лъч светлина. Според този закон съотношението между синусите на ъглите на падане и пречупване е равно на съотношението между скоростите на светлината в падащата и пречупената среда, съответно. Формулата за 2-ри закон на пречупване е показана по-долу, забележете:
Решени упражнения за пречупване на светлината
Въпрос 1) Определете абсолютния коефициент на пречупване на оптична среда, в която светлината се разпространява със скорост 2.4.108 Госпожица.
Данни: c = 3.0.108 Госпожица
а) 1,75
б) 1,50
в) 1,25
г) 2,50
д) 1,45
Шаблон: Писмо В. За да решим упражнението, нека използваме формулата за абсолютен индекс на пречупване:
Въпрос 2) Лъч светлина, който идва от среда, в която скоростта му на разпространение е 1,5.108 m / s пада върху интерфейса на друга оптична среда, в която светлината се разпространява със скорост 2.0.108 Госпожица. Изчислете относителния коефициент на пречупване между тези оптични среди.
а) 1,33
б) 1.40
в) 0,72
г) 2,57
д) 0,63
Шаблон: Буква а. Ще използваме формулата на относителния показател на пречупване:
От Рафаел Хеллерброк
Учител по физика
Искате ли да се позовавате на този текст в училище или академична работа? Виж:
ХЕЛЕРБРОК, Рафаел. „Пречупване на светлината“; Бразилско училище. Наличен в: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-refracao-luz.htm. Достъп на 27 юни 2021 г.
