Что происходит с падающим световым лучом после преломления на границе раздела двух прозрачных сред с разными

Misticheskiy_Drakon_8995

7

При преломлении, световой луч меняет направление своего распространения при переходе из одной среды в другую. Это происходит из-за изменения скорости света в среде с разным абсолютными показателями преломления.

Абсолютный показатель преломления (иногда также называемый оптической плотностью) - это величина, обратная скорости света в вакууме, деленной на скорость света в среде. Он определяет, насколько медленнее свет распространяется в данной среде по сравнению с вакуумом.

При переходе светового луча из среды с большим абсолютным показателем преломления (n1) в среду с меньшим абсолютным показателем преломления (n2), луч будет преломляться в сторону от нормали - особой линии, перпендикулярной границе раздела сред, в точке падения луча. Угол преломления (или угол, под которым световой луч падает относительно нормали) будет меньше угла падения (или угла, под которым световой луч падает на границу раздела сред) согласно закону преломления, известному как закон Снеллиуса.

Для математического выражения закона Снеллиуса используется следующая формула:

\[ n_1 \sin(\theta_1) = n_2 \sin(\theta_2) \]

Где:
n1 - абсолютный показатель преломления первой среды,
n2 - абсолютный показатель преломления второй среды,
θ1 - угол падения светового луча относительно нормали в первой среде,
θ2 - угол преломления светового луча относительно нормали во второй среде.

Теперь перейдем к изменению угла преломления в зависимости от изменения абсолютного показателя преломления в первой и второй среде.

Если абсолютный показатель преломления первой среды (n1) уменьшается, то это означает, что разность индексов преломления (n2 - n1) увеличивается. Согласно закону Снеллиуса, если разность индексов увеличивается, угол преломления (θ2) будет увеличиваться в сравнении с углом падения (θ1). То есть, луч будет меньше преломляться и более близок к границе раздела сред.

Если абсолютный показатель преломления второй среды (n2) уменьшается, то это означает, что разность индексов преломления (n2 - n1) уменьшается. Согласно закону Снеллиуса, если разность индексов уменьшается, угол преломления (θ2) будет уменьшаться в сравнении с углом падения (θ1). То есть, луч будет более сильно преломляться, отдаленнее от границы раздела сред.

Важно отметить, что если угол падения светового луча достигает большого значения (больше критического угла), то свет будет полностью отражаться внутри среды. Это явление называется полным внутренним отражением.