Геометрическая оптика. Закон отражения, закон преломления, полное отражение.

Описание

Геометрическая оптика
Ещё до установления природы света были известны следующие законы: Закон прямолинейного распространения света: свет в оптически однородной среде распространяется прямолинейно.
Световой луч – линия, вдоль которой переносится световая энергия. В однородной среде лучи света представляют собой прямые линии. Закон независимости световых пучков: эффект, производимый отдельным пучком, не зависит от того, действуют ли одновременно остальные пучки или они устранены.
Закон отражения
Закон отражения: Падающий луч, перпендикуляр, проведённый к границе раздела двух сред в точке падения и отражённый луч лежит в одной плоскости. Угол падения i с индексом один равен углу отражения i шрих с индексом 1
Закон преломления
Закон преломления: луч падающий, луч преломлённый и перпендикуляр, проведённый к границе раздела двух сред в точке падения, лежат в одной плоскости; отношение синуса угла падения i с индексом 1 к синусу угла преломления i с индексом 2 равно отношению абсолютному показателю преломления второй среды n с индексом 2 к абсолютному показателю преломлению первой среды n с индексом 1 и равно относительному показателю преломления второй среды относительно первой n с индексом 21 , который равен отношению абсолютных показателей преломления двух сред.
Абсолютным показателем преломления среды называется величина n, равная отношению скорости электромагнитных волн в вакууме c к их фазовой скорости v в среде. Поскольку фазовая скорость v равна отношению скорости электромагнитный волн в вакууме с к корню квадратному из произведения диэлектрической проницаемости среды эпселон на магнитную проницаемость среды мю. То абсолютный показатель преломления среды n равен корню квадратному из произведения диэлектрической проницаемости среды эпселон на магнитную проницаемость среды мю.
Полное отражение
Если свет распространяется из среды с большим показателем преломления n с индексом 1 (оптически более плотной) в среду с меньшим показателем преломления n x индексом 2 (оптически менее плотную) ( n 1 больше n 2 (например, из стекла в воздух или из воды в воздух), то: отношение синуса угла падения i с индексом 2 к синусу угла преломления i с индексом 1 равно отношению абсолютного показателя преломления среды n с индексом 1 к абсолютному показателю преломлению среды n с индексом 2 и больше единицы Следовательно, угол преломления i с индексом 2 больше угла падения i с индексом 1 . Увеличивая угол падения, при некотором предельном угле i с индексом пр угол преломления окажется равным пи пополам. При углах падения i с индексом 1 больше чем i с индексом пр весь падающий свет полностью отражается. При углах падения i с индексом 1 меньших i с индексом пр и больших пи пополам луч не преломляется, а полностью отражается в первую среду, причём интенсивности отражённого и падающего лучей одинаковы. Это явление называется полным внутренним отражением света. Предельный угол определяется соотношением синус предельного угла i с индексом пр равен отношению абсолютного показателя преломления среды n с индексом 2 к абсолютному показателю преломлению среды n с индексом 1 и умноженного на синус пи пополам и равен отношению абсолютного показателя преломления среды n с индексом 2 к абсолютному показателю преломлению среды n с индексом 1 и равен относительному показателю преломления второй среды относительно первой n с индексом 21.
Явление полного отражения используется в призмах полного отражения и световодах.
Таймлайн видео:
00:00 Геометрическая оптика
00:46 Закон отражения
01:17 Закон преломления
03:00 Полное отражение
#законотражения #законпреломления #полноеотражение