KNOWLEDGE HYPERMARKET


Закон преломления света
Строка 1: Строка 1:
<metakeywords>Гипермаркет Знаний - первый в мире!, Гипермаркет Знаний, Физика и астрономия, Физика, 11 класс,  урок, на Тему,  Закон преломления света  </metakeywords>  
<metakeywords>Гипермаркет Знаний - первый в мире!, Гипермаркет Знаний, Физика и астрономия, Физика, 11 класс,  урок, на Тему,  Закон преломления света  </metakeywords>  
-
'''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]&gt;&gt;[[Физика и астрономия|Физика и астрономия]]&gt;&gt;[[Физика 11 класс|Физика 11 класс]]&gt;&gt; Закон преломления света'''  
+
'''[[Гипермаркет знаний - первый в мире!|Гипермаркет знаний]]&gt;&gt;[[Физика и астрономия|Физика и астрономия]]&gt;&gt;[[Физика 11 класс|Физика 11 класс]]&gt;&gt; Закон преломления света''' <br> <br>  
-
<br>
+
-
<br>
+
<br>  
<br>  
-
'''&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; § 61&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ЗАКОН ПРЕЛОМЛЕНИЯ СВЕТА'''<br><br>Напомним, в чем состоит явление преломления света. Выведем затем закон преломления с помощью принципа Гюйгенса.
+
'''&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; § 61&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ЗАКОН ПРЕЛОМЛЕНИЯ СВЕТА'''<br><br>Напомним, в чем состоит явление преломления света. Выведем затем [[Закон_преломления_света|закон преломления]] с помощью принципа Гюйгенса.  
-
'''Наблюдение преломления света.''' На границе двух сред свет меняет направление своего распространения. Часть световой энергии возвращается в первую среду, т. е. происходит отражение света. Если вторая среда прозрачна, го свет частично может пройти через границу сред, также меняя при этом, как правило, направление распространения.<br>
+
'''Наблюдение преломления света.''' На границе двух сред свет меняет направление своего распространения. Часть световой энергии возвращается в первую среду, т. е. происходит отражение света. Если вторая среда прозрачна, го свет частично может пройти через границу сред, также меняя при этом, как правило, направление распространения.<br>  
-
'''''Это явление называется преломлением света.'''''<br>
+
'''''Это явление называется преломлением света.'''''<br>  
-
Вследствие преломления наблюдается кажущееся изменение формы предметов, их расположения и размеров. В этом нас могут убедить простые наблюдения. Положим на дно пустого непрозрачного стакана монету или другой небольшой предмет. Подвинем стакан так, чтобы центр монеты, край стакана и глаз находились на одной прямой. <br>&nbsp;<br>[[Image:10.02-38.jpg]]<br><br>Не меняя положения головы, будем наливать в стакан воду. Но мере повышения уровня воды дно стакана с монетой как бы приподнимается. Монета, которая ранее была видна лишь частично, теперь будет видна полностью. Установим наклонно карандаш в сосуде с водой. Если посмотреть на сосуд сбоку, то можно заметить, что часть карандаша, находящаяся в воде, кажется сдвинутой в сторону.
+
Вследствие преломления наблюдается кажущееся изменение формы предметов, их расположения и размеров. В этом нас могут убедить простые наблюдения. Положим на дно пустого непрозрачного стакана монету или другой небольшой предмет. Подвинем стакан так, чтобы центр монеты, край стакана и глаз находились на одной прямой. <br>&nbsp;<br>[[Image:10.02-38.jpg|Закон преломления света]]<br><br>Не меняя положения головы, будем наливать в стакан воду. Но мере повышения уровня воды дно стакана с монетой как бы приподнимается. Монета, которая ранее была видна лишь частично, теперь будет видна полностью. Установим наклонно карандаш в сосуде с водой. Если посмотреть на сосуд сбоку, то можно заметить, что часть карандаша, находящаяся в воде, кажется сдвинутой в сторону.  
-
Эти явления объясняются изменением направления лучей на границе двух сред — преломлением света.<br>
+
Эти явления объясняются изменением направления лучей на границе двух сред — преломлением света.<br>  
-
Закон преломления света определяет взаимное расположение падающего луча АВ (рис. 8.6), преломленного луча DB и перпендикуляра СЕ к поверхности раздела сред, восставленного в точке падения. Угол [[Image:7.02-6.jpg]] называется '''''углом падения''''', а угол [[Image:7.02-42.jpg]] — '''''углом преломления'''''.<br>
+
Закон преломления света определяет взаимное расположение падающего луча АВ (рис. 8.6), преломленного луча DB и перпендикуляра СЕ к поверхности раздела сред, восставленного в точке падения. Угол [[Image:7.02-6.jpg]] называется '''''углом падения''''', а угол [[Image:7.02-42.jpg]] — '''''углом преломления'''''.<br>  
-
Падающий, отраженный и преломленный лучи нетрудно наблюдать, сделав узкий световой пучок видимым. Ход такого пучка в воздухе можно проследить, если пустить в воздух немного дыма или же поставить экран под небольшим углом к лучу. Преломленный пучок виден также в подкрашенной флюоресцином воде аквариума (рис. 8.7).<br>
+
Падающий, отраженный и преломленный лучи нетрудно наблюдать, сделав узкий световой пучок видимым. Ход такого пучка в воздухе можно проследить, если пустить в воздух немного дыма или же поставить экран под небольшим углом к лучу. Преломленный пучок виден также в подкрашенной флюоресцином воде аквариума (рис. 8.7).<br>  
-
'''Вывод закона преломления света.''' Закон преломления света был установлен опытным путем в XVII в. Мы его выведем с помощью принципа Гюйгенса.<br>
+
'''Вывод закона преломления света.''' Закон преломления света был установлен опытным путем в XVII в. Мы его выведем с помощью принципа [[Принцип_Гюйгенса._Закон_отражения_света|Гюйгенса]].<br>  
-
Преломление света при переходе из одной среды в другую вызвано различием в скоростях распространения света в той и другой среде. Обозначим скорость волны в первой среде через [[Image:7.02-7.jpg]]<sub>1</sub>, а во второй через [[Image:7.02-7.jpg]]<sub>2</sub>.<br>
+
Преломление света при переходе из одной среды в другую вызвано различием в скоростях распространения света в той и другой среде. Обозначим скорость волны в первой среде через [[Image:7.02-7.jpg]]<sub>1</sub>, а во второй через [[Image:7.02-7.jpg]]<sub>2</sub>.<br>  
-
Пусть на плоскую границу раздела двух сред (например, из воздуха в воду) падает плоская световая волна (рис. 8.8). Обозначим через АС фронт волны в тот момент, когда волна достигнет точки А. Луч В<sub>1</sub>В достигнет границы раздела двух сред спустя время [[Image:7.02-12.jpg]]t:<br>&nbsp;<br>[[Image:10.02-39.jpg]]<br>&nbsp;<br>Когда волна достигнет точки В, вторичная волна во второй среде от источника, находящегося в точке А, уже будет иметь вид полусферы радиусом<br><br>AD = [[Image:7.02-7.jpg]]<sub>2</sub>[[Image:7.02-12.jpg]]t<br><br>[[Image:10.02-40.jpg]]<br><br>Фронт преломленной волны можно получить, проведя поверхность, касательную ко всем фронтам вторичных волн во второй среде, источники которых находятся на границе раздела сред. В данном случае это плоскость BD. Она является огибающей вторичных волн.
+
Пусть на плоскую границу раздела двух сред (например, из воздуха в воду) падает плоская световая волна (рис. 8.8). Обозначим через АС фронт волны в тот момент, когда волна достигнет точки А. Луч В<sub>1</sub>В достигнет границы раздела двух сред спустя время [[Image:7.02-12.jpg]]t:<br>&nbsp;<br>[[Image:10.02-39.jpg]]<br>&nbsp;<br>Когда волна достигнет точки В, вторичная волна во второй среде от источника, находящегося в точке А, уже будет иметь вид полусферы радиусом<br><br>AD = [[Image:7.02-7.jpg]]<sub>2</sub>[[Image:7.02-12.jpg]]t<br><br>[[Image:10.02-40.jpg|Закон преломления света]]<br><br>Фронт преломленной [[Сейсмические_волны|волны]] можно получить, проведя поверхность, касательную ко всем фронтам вторичных волн во второй среде, источники которых находятся на границе раздела сред. В данном случае это плоскость BD. Она является огибающей вторичных волн.  
-
Угол падения [[Image:7.02-6.jpg]]. луча А<sub>1</sub>А равен углу CAB в треугольнике ABC (углы между двумя взаимно перпендикулярными сторонами). Следовательно,<br><br>СВ = [[Image:7.02-7.jpg]]<sub>1</sub>[[Image:7.02-12.jpg]]t = АВ sin [[Image:7.02-6.jpg]].&nbsp;&nbsp; &nbsp;(8.2)<br><br>Угол преломления [[Image:7.02-42.jpg]] равен углу ABD треугольника ABD. Поэтому<br><br>AD = [[Image:7.02-7.jpg]]<sub>2</sub>[[Image:7.02-12.jpg]]t = АВ sin [[Image:7.02-42.jpg]].&nbsp;&nbsp; &nbsp;(8.3)<br><br>Разделив почленно уравнение (8.2) на уравнение (8.3), получим<br>
+
Угол падения [[Image:7.02-6.jpg]]. луча А<sub>1</sub>А равен углу CAB в [[Средняя_линия_треугольника._Полные_уроки|треугольнике]] ABC (углы между двумя взаимно перпендикулярными сторонами). Следовательно,<br><br>СВ = [[Image:7.02-7.jpg]]<sub>1</sub>[[Image:7.02-12.jpg]]t = АВ sin [[Image:7.02-6.jpg]].&nbsp;&nbsp; &nbsp;(8.2)<br><br>Угол преломления [[Image:7.02-42.jpg]] равен углу ABD треугольника ABD. Поэтому<br><br>AD = [[Image:7.02-7.jpg]]<sub>2</sub>[[Image:7.02-12.jpg]]t = АВ sin [[Image:7.02-42.jpg]].&nbsp;&nbsp; &nbsp;(8.3)<br><br>Разделив почленно уравнение (8.2) на уравнение (8.3), получим<br>  
-
<br>[[Image:10.02-41.jpg]]<br>&nbsp;<br>где n — постоянная величина, не зависящая от угла падения. Сформулируем законы преломления света.<br>'''''<br>1)&nbsp;&nbsp; &nbsp;Падающий луч, преломленный луч и нормаль к границе раздела двух сред в точке падения лежат в одной плоскости.<br>'''''
+
<br>[[Image:10.02-41.jpg]]<br>&nbsp;<br>где n — постоянная величина, не зависящая от угла падения. Сформулируем законы преломления света.<br>'''''<br>1)&nbsp;&nbsp; &nbsp;Падающий луч, преломленный луч и нормаль к границе раздела двух сред в точке падения лежат в одной плоскости.<br>'''''  
-
'''''2)&nbsp;&nbsp; &nbsp;Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для этих двух сред, равная относительному показателю преломления второй среды относительно первой.'''''<br><br>Убедиться в справедливости закона преломления можно экспериментально, измеряя углы падения и преломления и вычисляя отношение их синусов при различных углах падения. Это отношение остается неизменным.<br>
+
'''''2)&nbsp;&nbsp; &nbsp;Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для этих двух сред, равная относительному показателю преломления второй среды относительно первой.'''''<br><br>Убедиться в справедливости закона преломления можно экспериментально, измеряя углы падения и преломления и вычисляя отношение их синусов при различных углах падения. Это отношение остается неизменным.<br>  
-
'''Показатель преломления.''' Из принципа Гюйгенса не только следует закон преломления, но с помощью этого принципа раскрывается физический смысл показателя преломления. Он равен отношению скоростей света в средах, на границе между которыми происходит преломление:<br>&nbsp;<br>[[Image:10.02-42.jpg]]<br>&nbsp;<br>Если угол преломления [[Image:7.02-42.jpg]] меньше угла падения [[Image:7.02-6.jpg]], то согласно уравнению (8.4) скорость света во второй среде меньше, чем в первой.<br>
+
'''Показатель преломления.''' Из принципа Гюйгенса не только следует закон преломления, но с помощью этого принципа раскрывается физический смысл показателя преломления. Он равен отношению скоростей света в средах, на границе между которыми происходит [[Преломление_света|преломление]]:<br>&nbsp;<br>[[Image:10.02-42.jpg]]<br>&nbsp;<br>Если угол преломления [[Image:7.02-42.jpg]] меньше угла падения [[Image:7.02-6.jpg]], то согласно уравнению (8.4) скорость света во второй среде меньше, чем в первой.<br>  
-
Показатель преломления среды относительно вакуума называют абсолютным показателем преломления этой среды. Он показывает, во сколько раз скорость света в вакууме больше, чем в среде, и равен отношению синуса угла падения к синусу угла преломления при переходе светового луча из вакуума в данную среду:[[Image:10.02-43.jpg]].
+
Показатель преломления среды относительно вакуума называют абсолютным показателем преломления этой среды. Он показывает, во сколько раз скорость света в вакууме больше, чем в среде, и равен отношению синуса угла падения к синусу угла преломления при переходе светового луча из вакуума в данную среду:[[Image:10.02-43.jpg]].  
-
Пользуясь формулой (8.5), можно выразить относительный показатель преломления через абсолютные показатели преломления n<sub>1</sub> и n<sub>2</sub> первой и второй сред.<br><br>[[Image:10.02-44.jpg]]<br>&nbsp;<br>Среду с меньшим абсолютным показателем преломления принято называть оптически менее плотной средой.
+
Пользуясь формулой (8.5), можно выразить относительный показатель преломления через абсолютные показатели преломления n<sub>1</sub> и n<sub>2</sub> первой и второй сред.<br><br>[[Image:10.02-44.jpg]]<br>&nbsp;<br>Среду с меньшим абсолютным показателем преломления принято называть оптически менее плотной средой.  
-
Абсолютный показатель преломления определяется скоростью распространения света в данной среде, которая зависит от физических свойств и состояния среды, т. е. от температуры вещества, его плотности, наличия в нем упругих напряжений. Показатель преломления зависит также и от длины волны [[Image:7.02-35.jpg]]. света. Для красного света он меньше, чем для зеленого, а для зеленого меньше, чем для фполетового. Поэтому в таблицах значений показателей преломления для разных веществ обычно указывается, для какого света приведено данное значение пив каком состоянии находится среда. Если таких указаний нет, то это означает, что зависимостью от приведенных факторов можно пренебречь.
+
Абсолютный показатель преломления определяется скоростью распространения света в данной среде, которая зависит от физических свойств и состояния среды, т. е. от температуры вещества, его плотности, наличия в нем упругих напряжений. Показатель преломления зависит также и от длины волны [[Image:7.02-35.jpg]]. света. Для красного света он меньше, чем для зеленого, а для зеленого меньше, чем для фполетового. Поэтому в таблицах значений показателей преломления для разных веществ обычно указывается, для какого света приведено данное значение пив каком состоянии находится среда. Если таких указаний нет, то это означает, что зависимостью от приведенных факторов можно пренебречь.  
-
В большинстве случаев приходится рассматривать переход света через границу воздух — твердое тело или воздух — жидкость, а не через границу вакуум — среда. Однако абсолютный показатель преломления n<sub>2</sub> твердого или жидкого вещества отличается от показателя преломления того же вещества относительно воздуха незначительно. Так, абсолютный показатель преломления воздуха при нормальных условиях для желтого света равен примерно
+
В большинстве случаев приходится рассматривать переход света через границу [[Про_воздух|воздух]] — твердое тело или воздух — жидкость, а не через границу вакуум — среда. Однако абсолютный показатель преломления n<sub>2</sub> твердого или жидкого вещества отличается от показателя преломления того же вещества относительно воздуха незначительно. Так, абсолютный показатель преломления воздуха при нормальных условиях для желтого света равен примерно  
-
n<sub>1&nbsp;[[Image:7.02-38.jpg]]</sub> 1,000292. Следовательно,<br>&nbsp;<br>[[Image:10.02-45.jpg]]<br><br>Значения показателей преломления для некоторых веществ относительно воздуха приведены ниже в таблице (данные относятся к желтому свету).<br><br>[[Image:10.02-46.jpg]]<br>&nbsp; <br>'''Ход лучей в треугольной призме'''. С помощью закона преломления света можно рассчитать ход лучей в различных оптических устройствах, например в треугольной призме, изготовленной из стекла или другого прозрачного материала.<br><br>[[Image:10.02-47.jpg]]<br>&nbsp;<br>На рисунке 8.9 изображено сечение стеклянной призмы плоскостью, перпендикулярной ее боковым ребрам. Луч в призме отклоняется к основанию, преломляясь на гранях OA и ОВ. Угол [[Image:7.02-29.jpg]] между этими гранями называют преломляющим углом призмы. Угол [[Image:7.02-43.jpg]] отклонения луча зависит от преломляющего угла [[Image:7.02-29.jpg]] призмы, показателя преломления n материала призмы и угла падения [[Image:7.02-6.jpg]]. Он может быть вычислен с помощью закона преломления (см. формулу (8.4)). При малых углах [[Image:7.02-6.jpg]] и [[Image:7.02-29.jpg]] [[Image:7.02-43.jpg]] [[Image:7.02-38.jpg]] (n - 1)[[Image:7.02-29.jpg]], &nbsp; где n — относительный&nbsp; показатель преломления.<br><br>На основе принципа Гюйгенса выведен закон преломле ния света.
+
n<sub>1&nbsp;[[Image:7.02-38.jpg]]</sub> 1,000292. Следовательно,<br>&nbsp;<br>[[Image:10.02-45.jpg]]<br><br>Значения показателей преломления для некоторых веществ относительно воздуха приведены ниже в таблице (данные относятся к желтому свету).<br><br>[[Image:10.02-46.jpg|Закон преломления света]]<br>&nbsp; <br>'''Ход лучей в треугольной призме'''. С помощью закона преломления света можно рассчитать ход лучей в различных оптических устройствах, например в треугольной призме, изготовленной из стекла или другого прозрачного материала.<br><br>[[Image:10.02-47.jpg|Закон преломления света]]<br>&nbsp;<br>На рисунке 8.9 изображено сечение стеклянной призмы плоскостью, перпендикулярной ее боковым ребрам. Луч в призме отклоняется к основанию, преломляясь на гранях OA и ОВ. Угол [[Image:7.02-29.jpg]] между этими гранями называют преломляющим углом призмы. Угол [[Image:7.02-43.jpg]] отклонения луча зависит от преломляющего угла [[Image:7.02-29.jpg]] призмы, показателя преломления n материала призмы и угла падения [[Image:7.02-6.jpg]]. Он может быть вычислен с помощью закона преломления (см. формулу (8.4)). При малых углах [[Image:7.02-6.jpg]] и [[Image:7.02-29.jpg]] [[Image:7.02-43.jpg]] [[Image:7.02-38.jpg]] (n - 1)[[Image:7.02-29.jpg]], &nbsp; где n — относительный&nbsp; показатель преломления.<br><br>На основе принципа Гюйгенса выведен закон преломле ния [[Распространение_света_в_однородной_среде|света]].  
-
<br>[[Image:7.02-1.jpg]]<br>1.&nbsp;&nbsp; &nbsp;Каков физический смысл показателя преломления!<br>2.&nbsp;&nbsp; &nbsp;Чем отличается относительный показатель преломления от абсолютного!<br><br><br><br><br>
+
<br>[[Image:7.02-1.jpg]]<br>1.&nbsp;&nbsp; &nbsp;Каков физический смысл показателя преломления!<br>2.&nbsp;&nbsp; &nbsp;Чем отличается относительный показатель преломления от абсолютного!<br><br><br><br><br>  
<br> ''Мякишев Г. Я., Физика. 11 класс&nbsp;: учеб. для общеобразоват. учреждений&nbsp;: базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. В. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 17-е изд., перераб. и доп. — М.&nbsp;: Просвещение, 2008. — 399 с&nbsp;: ил.''  
<br> ''Мякишев Г. Я., Физика. 11 класс&nbsp;: учеб. для общеобразоват. учреждений&nbsp;: базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. В. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 17-е изд., перераб. и доп. — М.&nbsp;: Просвещение, 2008. — 399 с&nbsp;: ил.''  
Строка 67: Строка 65:
  [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] дискуссионные вопросы
  [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] дискуссионные вопросы
  [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] риторические вопросы от учеников
  [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] риторические вопросы от учеников
-
 
+
  '''<u>Иллюстрации</u>'''
  '''<u>Иллюстрации</u>'''
  <u></u>'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] аудио-, видеоклипы и мультимедиа '''
  <u></u>'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] аудио-, видеоклипы и мультимедиа '''
Строка 89: Строка 87:
  [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] элементы новаторства на уроке  
  [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] элементы новаторства на уроке  
  [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] замена устаревших знаний новыми  
  [[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] замена устаревших знаний новыми  
-
 
+
  '''<u>Только для учителей</u>'''
  '''<u>Только для учителей</u>'''
  <u></u>'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] идеальные уроки '''
  <u></u>'''[[Image:1236084776 kr.jpg|10x10px|1236084776 kr.jpg]] идеальные уроки '''

Версия 19:25, 3 июля 2012

Гипермаркет знаний>>Физика и астрономия>>Физика 11 класс>> Закон преломления света


                                                         § 61     ЗАКОН ПРЕЛОМЛЕНИЯ СВЕТА

Напомним, в чем состоит явление преломления света. Выведем затем закон преломления с помощью принципа Гюйгенса.

Наблюдение преломления света. На границе двух сред свет меняет направление своего распространения. Часть световой энергии возвращается в первую среду, т. е. происходит отражение света. Если вторая среда прозрачна, го свет частично может пройти через границу сред, также меняя при этом, как правило, направление распространения.

Это явление называется преломлением света.

Вследствие преломления наблюдается кажущееся изменение формы предметов, их расположения и размеров. В этом нас могут убедить простые наблюдения. Положим на дно пустого непрозрачного стакана монету или другой небольшой предмет. Подвинем стакан так, чтобы центр монеты, край стакана и глаз находились на одной прямой.
 
Закон преломления света

Не меняя положения головы, будем наливать в стакан воду. Но мере повышения уровня воды дно стакана с монетой как бы приподнимается. Монета, которая ранее была видна лишь частично, теперь будет видна полностью. Установим наклонно карандаш в сосуде с водой. Если посмотреть на сосуд сбоку, то можно заметить, что часть карандаша, находящаяся в воде, кажется сдвинутой в сторону.

Эти явления объясняются изменением направления лучей на границе двух сред — преломлением света.

Закон преломления света определяет взаимное расположение падающего луча АВ (рис. 8.6), преломленного луча DB и перпендикуляра СЕ к поверхности раздела сред, восставленного в точке падения. Угол 7.02-6.jpg называется углом падения, а угол 7.02-42.jpgуглом преломления.

Падающий, отраженный и преломленный лучи нетрудно наблюдать, сделав узкий световой пучок видимым. Ход такого пучка в воздухе можно проследить, если пустить в воздух немного дыма или же поставить экран под небольшим углом к лучу. Преломленный пучок виден также в подкрашенной флюоресцином воде аквариума (рис. 8.7).

Вывод закона преломления света. Закон преломления света был установлен опытным путем в XVII в. Мы его выведем с помощью принципа Гюйгенса.

Преломление света при переходе из одной среды в другую вызвано различием в скоростях распространения света в той и другой среде. Обозначим скорость волны в первой среде через 7.02-7.jpg1, а во второй через 7.02-7.jpg2.

Пусть на плоскую границу раздела двух сред (например, из воздуха в воду) падает плоская световая волна (рис. 8.8). Обозначим через АС фронт волны в тот момент, когда волна достигнет точки А. Луч В1В достигнет границы раздела двух сред спустя время 7.02-12.jpgt:
 
10.02-39.jpg
 
Когда волна достигнет точки В, вторичная волна во второй среде от источника, находящегося в точке А, уже будет иметь вид полусферы радиусом

AD = 7.02-7.jpg27.02-12.jpgt

Закон преломления света

Фронт преломленной волны можно получить, проведя поверхность, касательную ко всем фронтам вторичных волн во второй среде, источники которых находятся на границе раздела сред. В данном случае это плоскость BD. Она является огибающей вторичных волн.

Угол падения 7.02-6.jpg. луча А1А равен углу CAB в треугольнике ABC (углы между двумя взаимно перпендикулярными сторонами). Следовательно,

СВ = 7.02-7.jpg17.02-12.jpgt = АВ sin 7.02-6.jpg.    (8.2)

Угол преломления 7.02-42.jpg равен углу ABD треугольника ABD. Поэтому

AD = 7.02-7.jpg27.02-12.jpgt = АВ sin 7.02-42.jpg.    (8.3)

Разделив почленно уравнение (8.2) на уравнение (8.3), получим


10.02-41.jpg
 
где n — постоянная величина, не зависящая от угла падения. Сформулируем законы преломления света.

1)    Падающий луч, преломленный луч и нормаль к границе раздела двух сред в точке падения лежат в одной плоскости.

2)    Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для этих двух сред, равная относительному показателю преломления второй среды относительно первой.

Убедиться в справедливости закона преломления можно экспериментально, измеряя углы падения и преломления и вычисляя отношение их синусов при различных углах падения. Это отношение остается неизменным.

Показатель преломления. Из принципа Гюйгенса не только следует закон преломления, но с помощью этого принципа раскрывается физический смысл показателя преломления. Он равен отношению скоростей света в средах, на границе между которыми происходит преломление:
 
10.02-42.jpg
 
Если угол преломления 7.02-42.jpg меньше угла падения 7.02-6.jpg, то согласно уравнению (8.4) скорость света во второй среде меньше, чем в первой.

Показатель преломления среды относительно вакуума называют абсолютным показателем преломления этой среды. Он показывает, во сколько раз скорость света в вакууме больше, чем в среде, и равен отношению синуса угла падения к синусу угла преломления при переходе светового луча из вакуума в данную среду:10.02-43.jpg.

Пользуясь формулой (8.5), можно выразить относительный показатель преломления через абсолютные показатели преломления n1 и n2 первой и второй сред.

10.02-44.jpg
 
Среду с меньшим абсолютным показателем преломления принято называть оптически менее плотной средой.

Абсолютный показатель преломления определяется скоростью распространения света в данной среде, которая зависит от физических свойств и состояния среды, т. е. от температуры вещества, его плотности, наличия в нем упругих напряжений. Показатель преломления зависит также и от длины волны 7.02-35.jpg. света. Для красного света он меньше, чем для зеленого, а для зеленого меньше, чем для фполетового. Поэтому в таблицах значений показателей преломления для разных веществ обычно указывается, для какого света приведено данное значение пив каком состоянии находится среда. Если таких указаний нет, то это означает, что зависимостью от приведенных факторов можно пренебречь.

В большинстве случаев приходится рассматривать переход света через границу воздух — твердое тело или воздух — жидкость, а не через границу вакуум — среда. Однако абсолютный показатель преломления n2 твердого или жидкого вещества отличается от показателя преломления того же вещества относительно воздуха незначительно. Так, абсолютный показатель преломления воздуха при нормальных условиях для желтого света равен примерно

n7.02-38.jpg 1,000292. Следовательно,
 
10.02-45.jpg

Значения показателей преломления для некоторых веществ относительно воздуха приведены ниже в таблице (данные относятся к желтому свету).

Закон преломления света
 
Ход лучей в треугольной призме. С помощью закона преломления света можно рассчитать ход лучей в различных оптических устройствах, например в треугольной призме, изготовленной из стекла или другого прозрачного материала.

Закон преломления света
 
На рисунке 8.9 изображено сечение стеклянной призмы плоскостью, перпендикулярной ее боковым ребрам. Луч в призме отклоняется к основанию, преломляясь на гранях OA и ОВ. Угол 7.02-29.jpg между этими гранями называют преломляющим углом призмы. Угол 7.02-43.jpg отклонения луча зависит от преломляющего угла 7.02-29.jpg призмы, показателя преломления n материала призмы и угла падения 7.02-6.jpg. Он может быть вычислен с помощью закона преломления (см. формулу (8.4)). При малых углах 7.02-6.jpg и 7.02-29.jpg 7.02-43.jpg 7.02-38.jpg (n - 1)7.02-29.jpg,   где n — относительный  показатель преломления.

На основе принципа Гюйгенса выведен закон преломле ния света.


7.02-1.jpg
1.    Каков физический смысл показателя преломления!
2.    Чем отличается относительный показатель преломления от абсолютного!





Мякишев Г. Я., Физика. 11 класс : учеб. для общеобразоват. учреждений : базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. В. Буховцев, В. М. Чаругин; под ред. В. И. Николаева, Н. А. Парфентьевой. — 17-е изд., перераб. и доп. — М. : Просвещение, 2008. — 399 с : ил.


Календарно-тематическое планирование по физике, видео по физике онлайн, Физика и астрономия в школе скачать


Содержание урока
1236084776 kr.jpg конспект урока
1236084776 kr.jpg опорный каркас  
1236084776 kr.jpg презентация урока
1236084776 kr.jpg акселеративные методы 
1236084776 kr.jpg интерактивные технологии 

Практика
1236084776 kr.jpg задачи и упражнения 
1236084776 kr.jpg самопроверка
1236084776 kr.jpg практикумы, тренинги, кейсы, квесты
1236084776 kr.jpg домашние задания
1236084776 kr.jpg дискуссионные вопросы
1236084776 kr.jpg риторические вопросы от учеников

Иллюстрации
1236084776 kr.jpg аудио-, видеоклипы и мультимедиа 
1236084776 kr.jpg фотографии, картинки 
1236084776 kr.jpg графики, таблицы, схемы
1236084776 kr.jpg юмор, анекдоты, приколы, комиксы
1236084776 kr.jpg притчи, поговорки, кроссворды, цитаты

Дополнения
1236084776 kr.jpg рефераты
1236084776 kr.jpg статьи 
1236084776 kr.jpg фишки для любознательных 
1236084776 kr.jpg шпаргалки 
1236084776 kr.jpg учебники основные и дополнительные
1236084776 kr.jpg словарь терминов                          
1236084776 kr.jpg прочие 

Совершенствование учебников и уроков
1236084776 kr.jpg исправление ошибок в учебнике
1236084776 kr.jpg обновление фрагмента в учебнике 
1236084776 kr.jpg элементы новаторства на уроке 
1236084776 kr.jpg замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
1236084776 kr.jpg идеальные уроки 
1236084776 kr.jpg календарный план на год  
1236084776 kr.jpg методические рекомендации  
1236084776 kr.jpg программы
1236084776 kr.jpg обсуждения


Интегрированные уроки


Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.