Як знайти показник заломлення світла


 

Світлові промені здатні не тільки відбиватися, а й переломлюватися. Це відбувається при їх переході з одного середовища в іншу. Швидкість світла в будь-якому середовищі дещо менше, ніж у вакуумі, і від цього безпосередньо залежить показник заломлення цього середовища.


Інструкція

  1. Якщо опустити ложку в стакан води, здається, що вона змінює свою форму або роздвоюється. Ця ілюзія виходить за рахунок явища, званого заломленням світла. Коли промінь переходить з одного середовища в іншу, то він заломлюється. Луч, що падає під одним кутом до перпендикуляру, проведеному до межі розділу фаз, має один кут, але потрапляючи в інше середовище, фотони рухаються далі під іншим кутом. Це пояснює ряд природних явищ (наприклад, веселку) і дає можливість створювати багато оптичні пристрої.
  2. Закон заломлення світла формулюється так: падаючий і заломлений промені, а також перпендикуляр, проведений до межі розділу фаз в точці падіння, лежать в одній площині, іншими словами, ставлення синуса кута падіння до синуса кута заломлення є величина постійна:

    sin i / sin j = v1/v2 = n21. де i — величина кута падіння, j — величина кута заломлення, n21 — відносний показник заломлення другого середовища відносно першої, v1-швидкість світла в першому середовищі, v2-швидкість світла в другому середовищі.

    Слід зауважити, що v1 завжди більше v2. Це означає те, що при попаданні променя в інше середовище швидкість світла променя значно нижче. Коли промінь виходить із середовища, він має найбільш високу швидкість. Відносний показник заломлення світла показує, у скільки разів швидкість світла в першому середовищі більше, ніж у другій.

    Відносний кут заломлення знаходиться шляхом знаходження приватного абсолютних показників заломлення:

    n21 = n2/n1

  3. Абсолютний показник заломлення світла дорівнює відношенню поширення швидкості електромагнітних хвиль у вакуумі до їх фазової швидкості в середовищі:

    n = c / v, c — швидкість променів у вакуумі, v — фазова швидкість променів в середовищі.

    Кожна середа має свій показник заломлення:

    n1 = c/v1, n2 = c/v2

    У елементарної і вищої фізики середу, що має найменший показник заломлення, називається оптично менш щільною середовищем.

    Абсолютний показник заломлення вакууму дорівнює n = c / v = 1, а той же параметр повітря настільки мало відрізняється від нього, що також приймається за одиницю.