Na kursu fizike u 8. razredu učili ste o fenomenu prelamanja svjetlosti. Sada znate da su svjetlost elektromagnetski valovi određenog frekvencijskog opsega. Na osnovu znanja o prirodi svjetlosti, možete razumjeti fizički uzrok prelamanja i objasniti mnoge druge svjetlosne pojave povezane s njim.

Rice. 141. Prelazeći iz jedne sredine u drugu, zrak se lomi, odnosno mijenja smjer širenja

Prema zakonu prelamanja svjetlosti (Sl. 141):

upadne, prelomljene i okomite zrake povučene na granicu između dva medija u tački upada zraka leže u istoj ravni; omjer sinusa upadnog ugla i sinusa ugla prelamanja je konstantna vrijednost za ova dva medija

gdje je n 21 - relativni indikator prelamanje druge sredine u odnosu na prvu.

Ako snop prođe u bilo koji medij iz vakuuma, onda

gdje je n - apsolutni indikator indeks loma (ili jednostavno indeks loma) drugog medija. U ovom slučaju, prvi “medij” je vakuum, čija se apsolutna vrijednost uzima kao jedinica.

Zakon prelamanja svjetlosti eksperimentalno je otkrio holandski naučnik Willebord Snellius 1621. godine. Zakon je formuliran u raspravi o optici, koja je pronađena u naučnim radovima nakon njegove smrti.

Nakon Snelovog otkrića, nekoliko naučnika je pretpostavilo da je prelamanje svjetlosti posljedica promjene njegove brzine pri prolasku kroz granicu dva medija. Valjanost ove hipoteze potvrđena je teorijskim dokazima koje su nezavisno izveli francuski matematičar Pierre Fermat (1662.) i holandski fizičar Christiaan Huygens (1690. godine). Do istog su rezultata dolazili na različite načine, dokazujući to

omjer sinusa upadnog ugla i sinusa ugla prelamanja je konstantna vrijednost za ova dva medija, jednaka omjeru brzina svjetlosti u tim medijima:

(3)

Iz jednačine (3) slijedi da ako je ugao prelamanja β manji od upadnog ugla a, tada se svjetlost date frekvencije u drugom mediju širi sporije nego u prvom, tj. V 2

Odnos između veličina uključenih u jednačinu (3) poslužio je kao uvjerljiv razlog za pojavu druge formulacije za definiciju relativnog indeksa loma:

relativni indeks loma drugog medija u odnosu na prvi je fizička veličina jednaka omjeru brzina svjetlosti u ovim medijima:

n 21 = v 1 / v 2 (4)

Neka snop svjetlosti prođe iz vakuuma u neki medij. Zamjenom v1 u jednačini (4) brzinom svjetlosti u vakuumu c, a v 2 brzinom svjetlosti u mediju v, dobijamo jednačinu (5), koja je definicija apsolutnog indeksa prelamanja:

Apsolutni indeks prelamanja medija je fizička veličina jednaka omjeru brzine svjetlosti u vakuumu i brzine svjetlosti u datom mediju:

Prema jednadžbi (4) i (5), n 21 pokazuje koliko se puta mijenja brzina svjetlosti pri prelasku iz jedne sredine u drugu, a n - pri prelasku iz vakuuma u medij. Ovo je fizičko značenje indeksa refrakcije.

Vrijednost apsolutnog indeksa loma n bilo koje tvari je veća od jedan (to potvrđuju podaci sadržani u tablicama fizičkih referentnih knjiga). Tada, prema jednačini (5), c/v > 1 i c > v, tj. brzina svjetlosti u bilo kojoj tvari je manja od brzine svjetlosti u vakuumu.

Bez davanja striktnih opravdanja (složeni su i glomazni), napominjemo da je razlog smanjenja brzine svjetlosti tokom njenog prijelaza iz vakuuma u materiju interakcija svjetlosnog vala s atomima i molekulima materije. Što je veća optička gustoća supstance, to je ova interakcija jača, brzina svetlosti je manja i indeks prelamanja veći. Dakle, brzina svjetlosti u mediju i apsolutni indeks prelamanja su određeni svojstvima ovog medija.

Na osnovu numeričkih vrijednosti indeksa loma tvari mogu se uporediti njihove optičke gustoće. Na primjer, indeks prelamanja različitih vrsta stakla kreće se od 1,470 do 2,040, a indeks prelamanja vode je 1,333. To znači da je staklo optički gušće od vode.

Okrenimo se slici 142, uz pomoć koje možemo objasniti zašto se na granici dva medija, sa promjenom brzine, mijenja i smjer širenja svjetlosnog vala.

Rice. 142. Kada svetlosni talasi prelaze iz vazduha u vodu, brzina svetlosti se smanjuje, prednji deo talasa, a sa njim i njegova brzina, menja pravac

Na slici je prikazan svjetlosni val koji prelazi iz zraka u vodu i pada na granicu između ovih medija pod uglom a. U zraku svjetlost putuje brzinom v 1, a u vodi manjom brzinom v 2.

Tačka A vala prva stiže do granice. Tokom vremenskog perioda Δt, tačka B, koja se kreće u vazduhu istom brzinom v 1, doći će do tačke B." Za isto vreme, tačka A, koja se kreće u vodi manjom brzinom v 2, preći će kraću udaljenost , dostižući samo tačku A." U ovom slučaju, takozvani front AB talasa u vodi će biti rotiran pod određenim uglom u odnosu na front AB talasa u vazduhu. A vektor brzine (koji je uvijek okomit na prednji dio vala i poklapa se sa smjerom njegovog širenja) rotira, približavajući se pravoj liniji OO", okomitoj na granicu između medija. U ovom slučaju, ugao prelamanja β ispada da je manji od upadnog ugla α.Tako dolazi do prelamanja svjetlosti.

Sa slike je također jasno da se pri kretanju u drugi medij i rotaciji valnog fronta mijenja i valna dužina: pri kretanju u optički gušći medij brzina se smanjuje, smanjuje se i valna dužina (λ 2< λ 1). Это согласуется и с известной вам формулой λ = V/v, из которой следует, что при неизменной частоте v (которая не зависит от плотности среды и поэтому не меняется при переходе луча из одной среды в другую) уменьшение скорости распространения волны сопровождается пропорциональным уменьшением длины волны.

Pitanja

Koja je od ove dvije tvari optički gušća?
Kako se indeksi loma određuju kroz brzinu svjetlosti u mediju?
Gdje svjetlost putuje najvećom brzinom?
Koji je fizički razlog smanjenja brzine svjetlosti kada ona prijeđe iz vakuuma u medij ili iz medija s nižom optičkom gustoćom u medij s većom?
Šta određuje (tj. od čega zavisi) apsolutni indeks prelamanja medija i brzinu svjetlosti u njemu?
Recite nam šta slika 142 ilustruje.

Vježbajte

Ne postoji ništa više od omjera sinusa upadnog ugla i sinusa ugla prelamanja

Indeks loma ovisi o svojstvima tvari i valnoj dužini zračenja; za neke tvari indeks loma se mijenja prilično snažno kada se frekvencija elektromagnetnih valova mijenja od niskih frekvencija do optičkih i dalje, a može se promijeniti i oštrije u određene oblasti frekvencijske skale. Zadana vrijednost se obično odnosi na optički raspon ili raspon određen kontekstom.

Vrijednost n, druge stvari jednaki uslovi, obično manje od jedan kada snop prelazi iz gustijeg medija u manje gust medij, i više od jednog kada snop prelazi iz manje gustog medija u medij s gustošću (na primjer, iz plina ili iz vakuuma u tekućinu ili solidan). Postoje izuzeci od ovog pravila i stoga je uobičajeno da se medij naziva optički više ili manje gustim od drugog (ne treba ga brkati sa optičkom gustoćom kao merom neprozirnosti medija).

Tabela prikazuje neke vrijednosti indeksa loma za neke medije:

Medij sa većim indeksom prelamanja naziva se optički gušći. Obično se mjeri indeks prelamanja različitih medija u odnosu na zrak. Apsolutni indeks prelamanja zraka je . Dakle, apsolutni indeks loma bilo kojeg medija povezan je s njegovim indeksom loma u odnosu na zrak po formuli:

Indeks prelamanja zavisi od talasne dužine svetlosti, odnosno od njene boje. Različite boje odgovaraju različitim indeksima loma. Ovaj fenomen, nazvan disperzija, igra važnu ulogu u optici.

Kada rješavate probleme u optici, često morate znati indeks loma stakla, vode ili neke druge tvari. Štoviše, u različitim situacijama mogu se koristiti i apsolutne i relativne vrijednosti ove količine.

Dvije vrste indeksa prelamanja

Prvo, hajde da razgovaramo o tome šta ovaj broj pokazuje: kako se mijenja smjer širenja svjetlosti u jednom ili drugom prozirnom mediju. Štoviše, elektromagnetski val može doći iz vakuuma, a tada će se indeks loma stakla ili druge tvari zvati apsolutnim. U većini slučajeva njegova vrijednost je u rasponu od 1 do 2. Samo u vrlo rijetkim slučajevima indeks loma je veći od dva.

Ako se ispred objekta nalazi medij gušće od vakuuma, onda već govore o tome relativna vrijednost. I izračunava se kao omjer dva apsolutne vrijednosti. Na primjer, relativni indeks loma vodenog stakla bit će jednak kvocijentu apsolutnih vrijednosti za staklo i vodu.

U svakom slučaju, to je naznačeno latinično pismo"en" - n. Ova vrijednost se dobija dijeljenjem istih vrijednosti jedna s drugom, stoga je to jednostavno koeficijent koji nema naziv.

Koju formulu možete koristiti za izračunavanje indeksa prelamanja?

Ako upadni ugao uzmemo kao "alfa", a ugao prelamanja kao "beta", onda formula apsolutna vrijednost indeks prelamanja izgleda ovako: n = sin α/sin β. U literaturi na engleskom jeziku često možete pronaći drugačiju oznaku. Kada je upadni ugao i, a ugao prelamanja r.

Postoji još jedna formula za izračunavanje indeksa prelamanja svjetlosti u staklu i drugim prozirnim medijima. Vezano je za brzinu svjetlosti u vakuumu i isto, ali u supstanci koja se razmatra.

Tada to izgleda ovako: n = c/νλ. Ovdje je c brzina svjetlosti u vakuumu, ν je njena brzina u providnom mediju, a λ je talasna dužina.

Od čega zavisi indeks loma?

Određuje se brzinom kojom se svjetlost širi u mediju koji se razmatra. Zrak je u tom pogledu vrlo blizak vakuumu, tako da se svjetlosni valovi u njemu šire praktički bez odstupanja od prvobitnog smjera. Stoga, ako se odredi indeks loma staklenog zraka ili bilo koje druge tvari koja graniči sa zrakom, onda se potonji uobičajeno uzima kao vakuum.

Svako drugo okruženje ima svoje karakteristike. Imaju različite gustine, imaju svoju temperaturu, kao i elastična naprezanja. Sve to utječe na rezultat prelamanja svjetlosti tvari.

Ne poslednja uloga Karakteristike svjetlosti igraju ulogu u promjeni smjera širenja valova. Bijelo svjetlo se sastoji od mnogih boja, od crvene do ljubičaste. Svaki dio spektra se lomi na svoj način. Štaviše, vrijednost indikatora za val crvenog dijela spektra uvijek će biti manja od one ostatka. Na primjer, indeks prelamanja TF-1 stakla varira od 1,6421 do 1,67298, respektivno, od crvenog do ljubičastog dijela spektra.

Primjeri vrijednosti za različite supstance

Ovdje su vrijednosti apsolutnih vrijednosti, odnosno indeksa loma kada snop prolazi iz vakuuma (što je ekvivalentno zraku) kroz drugu tvar.

Ove brojke će biti potrebne ako je potrebno odrediti indeks loma stakla u odnosu na druge medije.

Koje se druge veličine koriste prilikom rješavanja problema?

Totalna refleksija. Uočava se kada svjetlost prelazi iz gušće sredine u manje gustu. Ovdje, pod određenim upadnim kutom, prelamanje se događa pod pravim uglom. To jest, snop klizi duž granice dva medija.

Granični ugao totalna refleksija- ovo je njegova minimalna vrijednost pri kojoj svjetlost ne izlazi u manje gustu sredinu. Manje od toga znači prelamanje, a više znači refleksiju u isti medij iz kojeg se svjetlost kretala.

Zadatak br. 1

Stanje. Indeks prelamanja stakla ima vrijednost 1,52. Potrebno je odrediti granični ugao pod kojim se svjetlost u potpunosti reflektira od međupovršine: staklo sa zrakom, voda sa zrakom, staklo s vodom.

Morat ćete koristiti podatke o indeksu loma za vodu date u tabeli. Za zrak se uzima jednako jedinici.

Rješenje se u sva tri slučaja svodi na izračunavanje pomoću formule:

sin α 0 /sin β = n 1 /n 2, gdje se n 2 odnosi na medij iz kojeg se svjetlost širi, a n 1 gdje prodire.

Slovo α 0 označava granični ugao. Vrijednost ugla β je 90 stepeni. To jest, njegov sinus će biti jedan.

Za prvi slučaj: sin α 0 = 1 /n staklo, tada se ispostavlja da je granični ugao jednak arksinusu 1 /n stakla. 1/1,52 = 0,6579. Ugao je 41,14º.

U drugom slučaju, prilikom određivanja arcsinusa, potrebno je zamijeniti vrijednost indeksa loma vode. Razlomak 1 /n vode će poprimiti vrijednost 1/1,33 = 0,7519. Ovo je arksinus ugla 48,75º.

Treći slučaj je opisan omjerom n vode i n stakla. Arksinus će se morati izračunati za razlomak: 1,33/1,52, odnosno broj 0,875. Vrijednost graničnog ugla nalazimo po njegovom arksinusu: 61,05º.

Odgovor: 41,14º, 48,75º, 61,05º.

Zadatak br. 2

Stanje. Staklena prizma je uronjena u posudu sa vodom. Indeks prelamanja mu je 1,5. Prizma je zasnovana na pravouglom trouglu. Veća noga je okomita na dno, a druga je paralelna s njom. Zraka svjetlosti normalno pada na gornju stranu prizme. Koliki mora biti najmanji ugao između horizontalnog kraka i hipotenuze da bi svjetlost stigla do kraka koji se nalazi okomito na dno posude i izašla iz prizme?

Da bi zraka izašla iz prizme na opisani način, potrebno je da padne pod najvećim uglom na unutrašnju stranu (onu koja je hipotenuza trokuta u poprečnom presjeku prizme). Ispostavlja se da je ovaj granični ugao jednak željenom kutu pravougaonog trougla. Iz zakona loma svjetlosti ispada da je sinus graničnog ugla podijeljen sa sinusom od 90 stupnjeva jednak omjeru dva indeksa prelamanja: vode i stakla.

Proračuni dovode do sljedeće vrijednosti za granični ugao: 62º30´.

Lekcija 25/III-1 Širenje svjetlosti u različitim medijima. Refrakcija svjetlosti na granici između dva medija.

Učenje novog gradiva.

Do sada smo razmatrali širenje svjetlosti u jednom mediju, kao i obično - u zraku. Svjetlost se može širiti u različitim medijima: prelaziti iz jednog medija u drugi; U tačkama upada, zraci se ne samo odbijaju od površine, već i delimično prolaze kroz nju. Takvi prijelazi uzrokuju mnoge lijepe i zanimljive pojave.

Promjena smjera širenja svjetlosti koja prolazi kroz granicu dva medija naziva se refrakcija svjetlosti.

Deo svetlosnog snopa koji pada na međuprostor između dva prozirna medija se reflektuje, a deo prelazi u drugi medij. U tom slučaju se mijenja smjer svjetlosnog snopa koji je prošao u drugi medij. Stoga se fenomen naziva prelomom, a zrak se naziva prelomljenim.

1 – upadni snop

2 – reflektovani snop

3 – prelomljena zraka α β

OO 1 – interfejs između dva medija

MN - okomito O O 1

Ugao koji formira zrak i okomita na granicu između dva medija, spuštena do tačke upada zraka, naziva se ugao prelamanja γ (gama).

Svjetlost u vakuumu putuje brzinom od 300.000 km/s. U svakom mediju, brzina svjetlosti je uvijek manja nego u vakuumu. Stoga, kada svjetlost prelazi iz jednog medija u drugi, njegova brzina se smanjuje i to uzrokuje prelamanje svjetlosti. Što je manja brzina širenja svjetlosti u datom mediju, to je veća optička gustoća ovog medija. Na primjer, zrak ima veću optičku gustoću od vakuuma, jer je brzina svjetlosti u zraku nešto manja nego u vakuumu. Optička gustina vode je veća od optičke gustine vazduha jer je brzina svetlosti u vazduhu veća nego u vodi.

Što se više razlikuju optičke gustoće dva medija, to se više svjetlosti lomi na njihovom međusklopu. Što se brzina svjetlosti više mijenja na granici između dva medija, to se više lomi.

Za svaku transparentnu supstancu postoji tako važna fizička karakteristika, kao indeks prelamanja svjetlosti n. Pokazuje koliko je puta brzina svjetlosti u datoj tvari manja nego u vakuumu.

Indeks loma svjetlosti

Supstanca	Supstanca	Supstanca
	Kamena sol	Terpentin
	Cedrovo ulje	Etanol

Glicerol	Pleksiglas	Staklo (lagano)
	Ugljen disulfid

Odnos između upadnog ugla i ugla prelamanja zavisi od optičke gustoće svakog medija. Ako zrak svjetlosti pređe iz medija sa nižom optičkom gustoćom u medij veće optičke gustoće, tada će ugao prelamanja biti manji od upadnog ugla. Ako zrak svjetlosti dolazi iz medija veće optičke gustoće, tada će ugao prelamanja biti manji od upadnog ugla. Ako zraka svjetlosti prelazi iz medija veće optičke gustoće u medij sa nižom optičkom gustoćom, tada je ugao prelamanja veći od upadnog ugla.

Odnosno, ako je n 1 γ; ako je n 1 >n 2 onda α<γ.

Zakon prelamanja svjetlosti :

Upadni snop, prelomljeni snop i okomita na granicu između dva medija u tački upada zraka leže u istoj ravni.

Odnos između upadnog ugla i ugla prelamanja određen je formulom.

gdje je sinus upadnog ugla i sinus ugla prelamanja.

Vrijednost sinusa i tangenta za uglove 0 – 900

Stepeni	Stepeni	Stepeni

Zakon prelamanja svetlosti prvi je formulisao holandski astronom i matematičar W. Snelius oko 1626. godine, profesor na Univerzitetu u Lajdenu (1613.).

Za 16. vek optika je bila ultramoderna nauka.Iz staklene kugle napunjene vodom, koja je korišćena kao sočivo, nastalo je povećalo. I od njega su izmislili teleskop i mikroskop. U to vrijeme, Holandiji su bili potrebni teleskopi da vidi obalu i na vrijeme pobjegne od neprijatelja. Optika je bila ta koja je osiguravala uspjeh i pouzdanost navigacije. Stoga su u Holandiji mnogi naučnici bili zainteresovani za optiku. Holanđanin Skel Van Rooyen (Snelius) je primetio kako se tanak snop svetlosti reflektuje u ogledalu. Izmjerio je upadni ugao i ugao refleksije i ustanovio: ugao refleksije jednak je upadnom kutu. On takođe poseduje zakone refleksije svetlosti. Izveo je zakon prelamanja svjetlosti.

Razmotrimo zakon prelamanja svjetlosti.

Sadrži relativni indeks prelamanja drugog medija u odnosu na prvi, u slučaju kada drugi ima veću optičku gustoću. Ako se svjetlost lomi i prolazi kroz medij sa nižom optičkom gustoćom, tada je α< γ, тогда

Ako je prvi medij vakuum, tada je n 1 =1 tada .

Ovaj indikator se naziva apsolutni indeks loma drugog medija:

gdje je brzina svjetlosti u vakuumu, brzina svjetlosti u datom mediju.

Posljedica prelamanja svjetlosti u Zemljinoj atmosferi je činjenica da vidimo Sunce i zvijezde nešto više od njihovog stvarnog položaja. Prelamanjem svetlosti se može objasniti pojava fatamorgana, duga... Fenomen prelamanja svetlosti je osnova principa rada numeričkih optičkih uređaja: mikroskopa, teleskopa, kamere.

Procesi koji su povezani sa svjetlom su važna komponenta fizike i okružuju nas svuda u našem svakodnevnom životu. Najvažniji u ovoj situaciji su zakoni refleksije i prelamanja svjetlosti, na kojima se temelji moderna optika. Prelamanje svjetlosti je važan dio moderne nauke.

Efekat distorzije

Ovaj članak će vam reći šta je fenomen prelamanja svetlosti, kao i kako izgleda zakon refrakcije i šta iz njega sledi.

Osnove fizičkog fenomena

Kada snop padne na površinu koju razdvajaju dvije prozirne tvari koje imaju različite optičke gustoće (na primjer, različita stakla ili u vodi), dio zraka će se reflektirati, a dio će prodrijeti u drugu strukturu (npr. oni će se razmnožavati u vodi ili staklu). Kada se kreće iz jednog medija u drugi, zrak obično mijenja svoj smjer. Ovo je fenomen prelamanja svjetlosti.
Odbijanje i prelamanje svjetlosti posebno je vidljivo u vodi.

Efekat distorzije u vodi

Gledajući stvari u vodi, izgledaju iskrivljene. To je posebno vidljivo na granici između zraka i vode. Vizualno, podvodni objekti izgledaju kao da su blago skretani. Opisani fizički fenomen je upravo razlog zašto se svi objekti u vodi čine iskrivljeni. Kada zraci udare u staklo, ovaj efekat je manje primetan.
Refrakcija svjetlosti je fizička pojava koju karakterizira promjena smjera kretanja sunčevog zraka u trenutku kada se kreće iz jednog medija (strukture) u drugi.
Da bismo poboljšali naše razumijevanje ovog procesa, razmotrimo primjer zraka koji udara vodu iz zraka (slično za staklo). Povlačenjem okomite linije duž interfejsa može se izmeriti ugao prelamanja i povratka svetlosnog snopa. Ovaj indeks (ugao prelamanja) će se promeniti kako protok prodire u vodu (unutar stakla).
Bilješka! Ovaj parametar se podrazumijeva kao kut formiran okomom povučenom na razdvajanje dviju tvari kada snop prodire iz prve strukture u drugu.

Beam Passage

Isti indikator je tipičan i za druga okruženja. Utvrđeno je da ovaj pokazatelj zavisi od gustine supstance. Ako snop padne iz manje guste u gustu strukturu, tada će ugao stvorenog izobličenja biti veći. A ako je obrnuto, onda je manje.
Istovremeno, promjena nagiba pada će također uticati na ovaj indikator. Ali odnos između njih ne ostaje konstantan. U isto vrijeme, omjer njihovih sinusa će ostati konstantna vrijednost, što se odražava sljedećom formulom: sinα / sinγ = n, gdje je:

n je konstantna vrijednost koja je opisana za svaku specifičnu supstancu (vazduh, staklo, voda, itd.). Dakle, kolika će biti ova vrijednost može se odrediti pomoću posebnih tabela;
α – upadni ugao;
γ – ugao prelamanja.

Da bi se odredio ovaj fizički fenomen, stvoren je zakon refrakcije.

Fizički zakon

Zakon prelamanja svjetlosnih tokova omogućava nam da odredimo karakteristike prozirnih tvari. Sam zakon se sastoji od dvije odredbe:

Prvi dio. Zraka (upadna, modificirana) i okomica, koja je obnovljena u tački upada na granici, na primjer, zraka i vode (staklo, itd.), nalazit će se u istoj ravni;
Drugi dio. Omjer sinusa upadnog ugla i sinusa istog ugla formiranog prilikom prelaska granice bit će konstantna vrijednost.

Opis zakona

U ovom slučaju, u trenutku kada snop izlazi iz druge strukture u prvu (na primjer, kada svjetlosni tok prođe iz zraka, kroz staklo i natrag u zrak), također će se pojaviti efekat izobličenja.

Važan parametar za različite objekte

Glavni pokazatelj u ovoj situaciji je omjer sinusa upadnog ugla prema sličnom parametru, ali za izobličenje. Kao što slijedi iz gore opisanog zakona, ovaj pokazatelj je konstantna vrijednost.
Štaviše, kada se vrijednost nagiba opadanja promijeni, ista situacija će biti tipična za sličan indikator. Ovaj parametar je od velike važnosti jer je sastavna karakteristika transparentnih supstanci.

Indikatori za različite objekte

Zahvaljujući ovom parametru, možete prilično efikasno razlikovati vrste stakla, kao i različito drago kamenje. Također je važno za određivanje brzine kretanja svjetlosti različitim okruženjima.

Bilješka! Najveća brzina strujanja svjetlosti je u vakuumu.

Prilikom prelaska s jedne tvari na drugu, njegova brzina će se smanjiti. Na primjer, u dijamantu, koji ima najveći indeks loma, brzina širenja fotona bit će 2,42 puta veća od brzine zraka. U vodi će se širiti 1,33 puta sporije. Za različite vrste stakla, ovaj parametar se kreće od 1,4 do 2,2.

Bilješka! Neke naočale imaju indeks prelamanja 2,2, što je vrlo blizu dijamantu (2,4). Stoga nije uvijek moguće razlikovati komad stakla od pravog dijamanta.

Optička gustina supstanci

Svjetlost može prodrijeti kroz različite tvari, koje karakteriziraju različite optičke gustoće. Kao što smo ranije rekli, pomoću ovog zakona možete odrediti karakteristiku gustine medija (strukture). Što je gušći, to je sporija brzina kojom će se svjetlost širiti kroz nju. Na primjer, staklo ili voda će biti optički gušći od zraka.
Pored činjenice da je ovaj parametar konstantna vrijednost, on također odražava omjer brzine svjetlosti u dvije supstance. Fizičko značenje može se prikazati kao sljedeća formula:

Ovaj indikator govori kako se mijenja brzina širenja fotona pri prelasku s jedne supstance na drugu.

Još jedan važan pokazatelj

Kada se svjetlosni tok kreće kroz prozirne objekte, moguća je njegova polarizacija. Uočava se prilikom prolaska svjetlosnog toka iz dielektričnih izotropnih medija. Polarizacija nastaje kada fotoni prolaze kroz staklo.

Efekat polarizacije

Djelomična polarizacija se opaža kada se kut upada svjetlosnog toka na granici dva dielektrika razlikuje od nule. Stepen polarizacije zavisi od upadnih uglova (Brusterov zakon).

Potpuna unutrašnja refleksija

Završavajući naš kratki izlet, još uvijek je potrebno razmotriti takav efekat kao punu unutrašnju refleksiju.

Fenomen punog prikaza

Da bi se ovaj efekat pojavio, potrebno je povećati ugao upada svjetlosnog toka u trenutku njegovog prijelaza iz gušćeg u manje gustu sredinu na granici između tvari. U situaciji kada ovaj parametar premašuje određenu graničnu vrijednost, tada će se fotoni koji upadaju na granicu ovog odjeljka u potpunosti odraziti. Zapravo, ovo će biti naš željeni fenomen. Bez toga je bilo nemoguće napraviti optička vlakna.

Zaključak

Praktična primjena ponašanja svjetlosnog toka dala je mnogo, stvarajući niz tehničkih uređaja za poboljšanje naših života. Istovremeno, svjetlost još nije otkrila sve svoje mogućnosti čovječanstvu i njen praktični potencijal još nije u potpunosti ostvaren.

Kako napraviti lampu od papira vlastitim rukama
Kako provjeriti performanse LED trake