52
Пречупване на светлината
Ще научите, че:
●
светлината се пречупва
на границата на две среди с
различна оптична плътност;
●
при определени условия
светлината се отразява изцяло
– това явление се нарича пълно
вътрешно отражение и има
голямо практическо приложение.
Защо се пречупва светлината?
Причината за пречупването на светлината е различната
оптична плътност
(вж. с. 49) на двете среди. Опитът показва,
че когато светлината навлиза в оптически по-плътна среда
(например от въздух във вода), пречупеният лъч се приближава
към перпендикуляра (
фиг
. 2). При преминаване в среда с
по-малка оптична плътност става обратното – пречупеният
лъч се отдалечава от перпендикуляра. Когато падащият лъч е
перпендикулярен на границата на двете среди, той преминава
във втората среда, без да променя посоката си (не се пречупва).
Пълно вътрешно отражение
Опит.
Поставяме в средата на оптичния кръг полукръгла
стъклена пластина. Насочваме светлинен лъч към центъра
на кръга (
фиг
. 4а). На плоската граница стъкло – въздух се
наблюдават явленията пречупване и отражение на светлината.
Пречупеният лъч се отдалечава от перпендикуляра, защото
въздухът има по-малка оптична плътност от стъклото.
Увеличаваме ъгъла на падане. Пречупеният лъч започва
Фиг. 2.
Пречупване на светлината
лазер
перпендикуляр
вода
въздух
падащ
лъч
пречупен
лъч
α
п
α
пр
Защо потопеният във вода молив от
фиг.
1 изглежда като
пречупен? За да разберем това, трябва да изучим явлението
пречупване на светлината.
Къде се пречупва светлината?
Опит.
Насочваме лазерен лъч към водна повърхност.
Наблюдаваме как при преминаването от въздуха във водата
лъчът променя посоката си – той се пречупва на границата на
двете среди (
фиг
. 2). Лъчът, който преминава във втората среда
(вода), се нарича
пречупен лъч
. Ъгълът между пречупения лъч
и перпендикуляра към граничната повърхност се нарича
ъгъл
на пречупване
α
пр
.
Фиг. 1
Когато светлината преминава от една прозрачна среда
в друга прозрачна среда, на границата на двете среди тя
променя посоката си на разпространение. Това явление
се нарича
пречупване на светлината
.
Решение.
Да проследим хода на
два лъча, които излизат от края на
молива (точка
А
от
фиг.
3), пречупват
се от повърхността на водата и
попадат в окото на наблюдателя.
Човешкото око възприема светлината
по права линия (линия на погледа).
То не може да проследи истинския
ход на лъчите до точка
А
, а вижда
точката
A
1
, в която се пресичат
продълженията на лъчите. Това
се отнася и за другите точки от
потопената във водата част от молива.
Затова той изглежда пречупен.
А
А
1
Пример.
Защо потопеният във
вода молив от
фиг.
1 изглежда като
пречупен?
Фиг. 3
21