Урок 202 (осн). Преломление света. Законы преломления

• Обсуждение взаимодействия светового пучка с границей раздела двух сред.  

• Часть пучка отражается, часть преломляется.  

• Тема урока: преломление света и законы преломления.  

• Использование оптического диска или шайбы Гартля.  

• Лазер укреплен на штативе для изменения направления падающего пучка.  

• Интересует преломленный луч.  

• Рисование картинки и обозначение элементов.  

• Падающий луч, отраженный луч, перпендикуляр к границе раздела.  

• Угол падения альфа и угол преломления бета.  

• Угол преломления не равен углу падения.  

• Первый закон преломления: падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр к преломляющей поверхности лежат в одной плоскости.  

• Угол падения и угол преломления связаны.  

• Опыт для проверки гипотезы о пропорциональности углов.  

• Использование оптического диска и видеокамеры для измерений.  

• Проверка угла падения и угла преломления при различных углах.  

• Гипотеза о пропорциональности углов не подтверждается.  

• Угол преломления увеличивается медленнее, чем угол падения.  

• Нахождение синусов углов падения и преломления.  

• Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления примерно постоянно.  

• Точность измерений позволяет установить, что отношение синусов примерно равно 1.4.  

• Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления остается постоянным для двух сред.  

• Для разных сред это отношение имеет разные значения: для стекла 1.5-1.7, для воды 1.33, для алмаза 2.41.  

• Это отношение называется относительным показателем преломления второй среды относительно первой.  

• Второй закон преломления, также известный как закон Снеллиуса, устанавливает, что отношение синуса угла падения к синусу угла преломления постоянно для двух сред.  

• Этот закон был установлен английским ученым Снеллом, который использовал латинскую версию своей фамилии.  

• Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления называется относительным показателем преломления второй среды относительно первой.  

• Физический смысл этого отношения заключается в том, что оно показывает, во сколько раз скорость света во второй среде меньше, чем в первой.  

• Для удобства вводится понятие абсолютного показателя преломления, который равен отношению скорости света в вакууме к скорости света в первой среде.  

• Это позволяет сократить количество значений относительных показателей преломления до меньшего числа.  

• Относительный показатель преломления второй среды относительно первой равен отношению абсолютных показателей преломления этих сред.  

• Это позволяет записать второй закон преломления в более удобной форме.  

• Стекло имеет показатель преломления от 1.4 до 1.7 в зависимости от сорта.  

• Вода имеет показатель преломления 1.33.  

• Алмаз имеет самый высокий показатель преломления 2.41.  

• Воздух имеет показатель преломления почти равный единице.  

• Среда, в которой свет распространяется медленнее, называется оптически более плотной.  

• Если свет падает из оптически менее плотной среды в оптически более плотную, угол преломления будет меньше угла падения.  

• Если свет падает из оптически более плотной среды в оптически менее плотную, угол преломления может быть больше угла падения.  

• Возрождаем установку и запускаем световой луч из оптически более плотной среды в менее плотную.  

• Угол падения составляет около 30 градусов.  

• Угол преломления составляет около 50 градусов, что больше угла падения.  

• Если поменять местами падающий и преломленный лучи, новый преломленный луч пойдет по пути старого падающего.  

• Аналогично, если поменять падающий и отраженный лучи, новый отраженный луч пойдет по пути старого падающего.  

• Это называется принципом обратимости световых лучей, который полезен при решении задач.  

• Если падающий луч пустить по пути отраженного, новый отраженный луч пойдет по пути старого падающего.  

• Аналогично для преломления: если падающий луч пустить по пути преломленного, новый преломленный луч пойдет по пути прежнего падающего.  

• Этот принцип будет полезен в будущем.