Пречупване на светлината

от Уикипедия, свободната енциклопедия

Пречупване на светлината е явление, при което на границата на две среди светлината изменя посоката на разпространението си при навлизане от една среда в друга. То е частен случай на пречупване, характерно за всички видове вълни.

Тъй като при преминаването си през границата въздух-стъкло се наблюдава пречупване на светлината, ефектът е бил използван за създаване на оптичните лещи и лежи в основата на действие на всички оптични уреди.

Той обяснява и редица светлинни явления като небесната дъга, миражите или разлагането на бялата светлина на цветове при преминаването ѝ през призма.

Съдържание

[редактиране] Основни понятия

  • падащ лъч - лъчът, идващ от първата среда
  • ъгъл на падане - ъгълът между падащия лъч и перпендикуляра към границата между двете среди в точката на падане
  • пречупен лъч - лъчът, който преминава във втората среда
  • ъгъл на пречупване - ъгълът между пречупения лъч и перпендикуляра в точката на падане

[редактиране] Показател на пречупване

Показател на пречупване на веществото (средата) е физична величина, равна на отношението на фазовите скорости на светлината във вакуум и в средата n =\frac{c}{v}. Тя може да бъде изразена и като корен квадратен от произведението на магнитната и диелектричната проницаемости на средата n=\sqrt{\mu\varepsilon}.

Показателят на пречупване зависи от свойствата на веществото и от дължината на вълната на излъчването. Съществуват оптически анизотропни вещества, в които показателят на пречупване зависи от посоката на разпространение и поляризацията на светлината. За измерване на показателя на пречупване се използват рефрактометри.

[редактиране] Закон на Снелиус

Пречупване на светлината на границата на две среди с различни показатели на пречупване
Пречупване на светлината на границата на две среди с различни показатели на пречупване

Качественото описание на пречупването на светлината на границата на две среди се дава от следните зависимости:

  • при преминаване на светлинен лъч от оптически по-рядка (с по-малък показател на пречупване) в оптически по-плътна среда (по-голям показател на пречупване) ъгълът на пречупване е по-малък от ъгъла на падане
  • при преминаване на светлинен лъч от оптически по-плътна в оптически по-рядка среда ъгълът на пречупване е по-голям от ъгъла на падане

Точната количествена зависимост при пречупване на светлината се описва от Закона на Снелиус:

Ъгълът на падане е свързан с ъгъла на пречупване с формулата

n_1 \sin \theta_1 = n_2 \sin \theta_2\,

където

  • n1 — показател на пречупване на първата среда;
  • θ1 — ъгъл на падане;
  • n2 — показател на пречупване на втората среда;
  • θ2 — ъгъл на пречупване.

Законът е открит в началото на XVII век от холандския математик Вилеброрд Снел, известен също и с латинското име Снелиус.

В случай когато светлинен лъч преминава от оптически по-плътна към оптически по-рядка среда при определен ъгъл на падане θ1, наречен граничен, ъгълът на пречупване θ2 става равен на 90 градуса и:

n_1 \sin \theta_1 = n_2\,

Тогава нямаме пречупена вълна, а само отразена, което е в сила при всички ъгли на падане, по-големи от този граничен ъгъл. Това явление се нарича пълно вътрешно отражение.

[редактиране] Вижте също

[редактиране] Източници

Закон Снелла, статия в Уикипедия на руски [2 юни 2007]