- Сформулируйте законы отражения света. Сделайте рисунок.
1) Луч падающий, луч отражённый и нормаль к отражающей поверхности в точке падения (здесь под нормалью имеется ввиду прямая перпендикулярная отражающей поверхности) лежат в одной плоскости.
2) Угол отражения равен углу падения: γ=α.
Луч, падающий из первой среды во вторую и отражающийся от поверхности второй среды изображён на рис. 134.
Рис. 134. Законы отражения света.
Вид вдоль поверхности второй среды.
Буквой n_1 в кружочке обозначена первая среда.
Буквой n_2 в кружочке обозначена вторая среда.
Горизонтальная линия — поверхность второй среды2 (это и есть отражающая поверхность).
Луч падает на эту поверхность в её точку \mathrm{A}.
Луч изображён лучом, на котором поставлена стрелочка;
луч с направленной к поверхности второй среды стрелочкой обозначает падающий луч, а луч с направленной от этой поверхности стрелочкой обозначает отражённый луч.
Нормаль, проведённая к этой поверхности в точке \mathrm{A}, обозначена буквой \mathrm{n}.
α~- угол падения (угол между падающим лучом и этой нормалью).
γ~- угол отражения (угол между отражённым лучом и этой нормалью). - Как расположено изображение точки в плоском зеркале, объясните, что это значит.
Изображение данной точки в плоском зеркале расположено симметрично этой точке относительно плоскости этого зеркала. Это значит, что:
1) изображение лежит на прямой, проходящей через эту точку, перпендикулярно плоскости зеркала;
2) Расстояние от изображения до зеркала равно расстоянию от этой точки до зеркала. - Сформулируйте законы преломления света. Сделайте рисунок.
1) Луч падающий, луч преломлённый и нормаль к границе раздела двух сред (границе раздела двух сред, на которой и происходит преломление) в точке падения лежат в одной плоскости.
2) Угол преломления связан с углом падения формулой:
n_1\cdot \sin{α}=n_2\cdot \sin{β};
где n_1~- абсолютный показатель преломления первой среды, в которой лежит падающий (то есть движущийся к границе раздела этих двух сред) луч,
α~- угол падения,
n_2~- абсолютный показатель преломления второй среды, в которой лежит преломлённый (то есть движущийся от границы раздела этих двух сред, во второй среде) луч,
β~- угол преломления (угол между преломлённым лучом и этой (той о которой говорится в 1-ом законе преломления) нормалью).
Луч, падающий из первой среды во вторую и преломляющийся на границе раздела этих сред изображён на рис. 136.
Рис. 136. Законы преломления света.
Вид вдоль границы раздела двух сред, на которой происходит преломление.
Буквой n_1 в кружочке обозначена первая среда и её абсолютный показатель преломления.
Буквой n_2 в кружочке обозначена вторая среда и её абсолютный показатель преломления.
Горизонтальная линия — граница раздела этих двух сред.
Луч падает на эту поверхность в её точку \mathrm{A}.
Падающий луч изображён лучом, на котором поставлена стрелочка, направленная к границе раздела этих двух сред;
преломлённый луч изображён лучом, на котором поставлена стрелочка направленная от границы раздела этих двух сред.
Нормаль, проведённая к этой поверхности в точке \mathrm{A}, обозначена буквой \mathrm{n}.
α~- угол падения (угол между падающим лучом и этой нормалью).
β~- угол преломления (угол между преломлённым лучом и этой нормалью). - Запишите формулу для абсолютного показателя преломления среды.
n_{абс}=\large \frac{c}{v};
где n_{абс}~- абсолютный показатель преломления этой среды (абсолютный показатель преломления среды ещё иногда называют оптической плотностью этой среды),
c~- скорость распространения света в вакууме,
v~- скорость распространения света в этой среде. - В чём измеряется абсолютный показатель преломления среды в СИ?
Абсолютный показатель преломления среды — безразмерная величина. - Чему равен абсолютный показатель преломления вакуума?
Абсолютный показатель преломления вакуума равен 1. - Какой абсолютный показатель преломления у веществ в рамках ЕГЭ?
Абсолютный показатель преломления веществ в рамках ЕГЭ больше или равен 1-це. - Чему примерно равен абсолютный показатель преломления воздуха?
Абсолютный показатель преломления воздуха примерно равен 1. - Запишите две формулы для относительного показателя преломления второй среды относительно первой.
n_{отн}=\large \frac{n_2}{n_1}\normalsize=\large \frac{v_1}{v_2};
где n_{отн}~- относительный показатель преломления второй среды относительно первой,
n_2~- абсолютный показатель преломления второй среды,
n_1~- абсолютный показатель преломления первой среды,
v_1~- скорость распространения света в первой среде,
v_2~- скорость распространения света во второй среде. - В чём измеряется относительный показатель преломления среды в СИ?
Относительный показатель преломления среды — безразмерная величина. - Запишите формулу для соотношения частот при переходе монохроматического света через границу раздела двух сред.
ν_1=ν_2;
где ν_1~- частота этого света в первой среде,
ν_2~- частота этого света во второй среде. - Запишите формулу для соотношения длин волн при переходе монохроматического света через границу раздела двух сред.
n_1\cdot λ_1=n_2\cdot λ_2;
где n_1~- абсолютный показатель преломления первой среды,
λ_1~- длина волны этого света в первой среде,
n_2~- абсолютный показатель преломления второй среды,
λ_2~- длина волны этого света во второй среде. - Опишите явление полного внутреннего отражения, сделайте рисунок.
Пусть свет пытается перейти из среды с оптической плотностью n_1 в среду с оптической плотностью n_2, причём n_1>n_2.
Посмотрите на рис. 138.
Рис. 138. Полное внутреннее отражение.
Вид вдоль границы раздела первой и второй сред.
Буква n_1 в кружочке обозначает первую среду и её показатель преломления.
Буква n_2 в кружочке обозначает вторую среду и её показатель преломления.
\mathrm{A}~- точка, в которой луч падает из первой среды на границу раздела этих двух сред.
\mathrm{n}~- нормаль проведённая к плоскости, в которой лежит граница раздела этих двух сред, в точке \mathrm{A}.
α~- угол падения этого луча,
γ~- угол отражения этого луча.
Тогда по формуле из закона преломления света: n_1\cdot \sin{α}=n_2\cdot \sin{β}, где n_1~- абсолютный показатель преломления первой среды, α~- угол падения этого луча, n_2~- абсолютный показатель преломления второй среды, β~- угол преломления этого луча. Выразим из этой формулы \sin{β}: sinβ=\large \frac{n_1}{n_2}\normalsize \cdot \sin{α}. При значениях n_1, n_2~и~α таких что: \large \frac{n_1}{n_2}\normalsize \cdot \sin{α}>1; \sin{β} получится больше 1, чего не может быть; поэтому при таких значениях n_1, n_2~и~α преломлённого луча не будет, будет только отражённый. Это явление и называют полным внутренним отражением. - Запишите формулу для предельного угла полного внутреннего отражения.
\sin{α_{пр}}=\large \frac{1}{n_{отн}};
где α_{пр}~- предельный угол полного внутреннего отражения,
n_{отн}~- относительный показатель преломления первой среды (из которой падает свет на границу раздела) относительно второй среды.