Преломление света, 8 класс

29. Преломление света. Закон преломления света          Мы уже рассматривали, что на границе  раздела двух сред  происходит разделение  светового  потока:  часть  отражается  обратно в первую  среду, а часть проходит во вторую среду. Проведем опыт (1). В прозрачный тонкий стакан   поместим длинный карандаш, чтобы он немного выглядывал из стакана.  Линия карандаша везде прямая, с каких бы точек мы не смотрели на карандаш. Нальем в стакан воды и увидим, что линия карандаша на границе раздела воздух – вода изменила направление   и   дальше   в   воде   карандаш   располагается   по   какой­то   другой прямой. Сделаем   вывод:   на   границе   раздела   двух   сред   свет   изменяет   свое направление (прямая «преломляется» ­ изменяет свое направление).  Такое явление получило название – преломление. Введем   понятие:   угол,   образованный   преломленным   лучом   и перпендикуляром, восстановленным в точке падения луча, называется углом преломления. ɑ Таким образом ВО – подающий луч, угол ВОF ( ) – угол падения, луч ОА – преломленный луч, угол АОС ( ) – угол преломления,   FC– перпендикуляр   к   поверхности   раздела   двух   сред,   проведенный   в   точку падения О. ɣ Проведем  опыт (2).   На   оптическом   диске   вместо   зеркала   поместим стеклянную   толстую   пластину.     Направим   световой   луч   сначала перпендикулярно плоской границе пластины. Видим, что луч прошел пластину насквозь,   не   меняя   своего   направления.   Значит,   преломления   света   не произошло   (угол   падения   =   0   и   угол   преломления   равен   нулю).   Будем постепенно  увеличивать  угол падения, стараясь,  чтобы луч скользил  вдоль плоскости   диска.   Видим,   что   угол   преломления   то   же   скользит   вдоль плоскости диска, оставаясь всегда меньше угла падения. Сделаем вывод: ­ луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр в точке падения лежат в одной плоскости; ­  при прохождении в среду, более плотную (в данном случае из воздуха в стекло), угол преломления меньше угла падения; ­ если падающий и преломленный лучи в процессе поменять, то можно сказать, что при прохождении света в среду мене плотную, угол преломления будет больше угла падения. А можно ли определить угол преломления, если известен угол падения?   Почти полтора тысячелетия точной зависимости угла преломления от угла падения не знали, практически определяли некоторые значения углов. Например, если свет шел из воздуха в воду, то такие пары получались: если угол падения 20 градусов, то угол  преломления равен 15 градусам; если угол падения – 40 градусов, то угол преломления – 29 градусов; если угол падения равен 60 градусам, то угол преломления – 41 градус. Только в 17 веке голландский астроном, физик и математик СнЕллиус сформулировал математически закон преломления:   отношение синуса угла падения к синусу угла преломления сред есть величина постоянная, зависящая только от оптических свойств данных двух сред.    ,где   (альфа) – угол падения,  ( гамма) – угол преломления,  n (2,1) (эн два один) –  относительный показатель  преломления второй среды относительно   первой.   Это   величина   постоянная,   она   не   зависит   от   угла падения.  Скорость света в вакууме составляет 300000км/с, в воде ­ 225000км/с, в стекле ­ 200000км/с, в алмазе ­ 125000км/с   А это значит, что явление преломления связано изменением скорости света при переходе из одной среды в другую.  В физике принято называть ту из двух сред, в которой скорость света меньше,  оптически   более   плотной.  Та   же   среда,  в  которой   скорость   света больше, называется оптически менее плотной.       Если   точечный   объект   и   его   изображение   поменять   местами,   то лучевая   картина   преломления   не   изменится;   изменится   только   лишь направление лучей. Сделаем общий вывод из рассмотренного:  луч падающий и луч преломленный   лежат в одной плоскости с перпендикуляром, восстановленным к границе раздела двух сред в точке падения; отношение синуса угла падения к синусу угла преломления сред есть величина постоянная, зависящая только от оптических свойств, данных двух сред.