Как изменяется угол преломления света при его переходе из оптически плотной среды в менее плотную среду?

Солнце_Над_Океаном

26

Угол преломления света при его переходе из оптически плотной среды в менее плотную среду изменяется в соответствии с законом преломления Снеллиуса. Этот закон устанавливает зависимость между углами падения и преломления световых лучей.

Закон Снеллиуса формулируется следующим образом: \(\frac{{\sin(\theta_1)}}{{\sin(\theta_2)}} = \frac{{v_1}}{{v_2}}\), где \(\theta_1\) - угол падения, \(\theta_2\) - угол преломления, \(v_1\) - скорость света в исходной среде, \(v_2\) - скорость света в новой среде.

При переходе света из оптически плотной среды в менее плотную (например, из воздуха в воду) скорость света уменьшается, поскольку свет преодолевает среду с большей плотностью. Следовательно, \(v_1 > v_2\).

Так как скорости света обратно пропорциональны показателям преломления сред, можно записать \(\frac{{v_1}}{{v_2}} = \frac{{n_2}}{{n_1}}\), где \(n_1\) - показатель преломления исходной среды, \(n_2\) - показатель преломления новой среды.

Теперь можно применить закон Снеллиуса, подставив выражение для \(\frac{{v_1}}{{v_2}}\), и получить следующее уравнение: \(\frac{{\sin(\theta_1)}}{{\sin(\theta_2)}} = \frac{{n_2}}{{n_1}}\).

Из этого уравнения можно сделать следующие выводы:
- Если свет падает перпендикулярно границе раздела двух сред, то \(\sin(\theta_1) = 0\), и следовательно, \(\sin(\theta_2) = 0\), что означает, что свет не преломляется, а отражается полностью обратно.
- Если \(n_2 > n_1\), т.е. показатель преломления новой среды больше исходного, то угол преломления \(\theta_2\) будет меньше угла падения \(\theta_1\). Это явление называется преломлением в сторону нормали.
- Если \(n_2 < n_1\), т.е. показатель преломления новой среды меньше исходного, то угол преломления \(\theta_2\) будет больше угла падения \(\theta_1\). Это явление называется преломлением под углом от нормали.

Надеюсь, это объяснение поможет вам полностью понять, как изменяется угол преломления света при его переходе из оптически плотной среды в менее плотную.