Закон преломления света

1.

«Закон преломления
света»

2.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ПРИРОДА
СВЕТА
Вторая половина XIX века:
Свет – частное проявление
электромагнитных волн
Джеймс Кларк Ма́ксвелл
13.06.1831 — 5.11.1879

3.

КОРПУСКУЛЯРНАЯ ПРИРОДА СВЕТА
1900 г.
Атомы испускают электромагнитную
энергию отдельными порциями
(квантами).
Энергия одного
кванта пропорциональна частоте
излучения.
Макс Планк
23.04.1858 — 4.10.1947
h – постоянная Планка
ν – частота света
E – энергия кванта

4.

КОРПУСКУЛЯРНАЯ ПРИРОДА СВЕТА
В настоящее время квант
электромагнитного излучения
называют фотоном.
Фотон – элементарная частица,
являющаяся квантом
электромагнитного поля.
Макс Планк
23.04.1858 — 4.10.1947
h – постоянная Планка
ν – частота света
E – энергия кванта

5.

КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ
ДУАЛИЗМ СВЕТА
Свет ведёт себя как волна и как поток частиц.
С увеличением частоты электромагнитного излучения в
большей степени проявляются его корпускулярные
свойства.

6.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ПРИРОДА
СВЕТА
Причина оптического
эффекта – кажущегося
излома трубочки в воде -Преломление света- Изменение направления
светового луча при переходе
из одной среды в другую.

7.

ПРИЧИНА ПРЕЛОМЛЕНИЯ СВЕТА
Скорость света в различных средах, км/с
Вакуум
Воздух
Вода
300000
300000
225000
Кронглас (стекло)
Флинтглас (стекло)
Сероуглерод
198000
186000
184000
Алмаз
124000

8.

ПРИЧИНА ПРЕЛОМЛЕНИЯ СВЕТА
Пьер Ферма 1662 г.
Христиан Гюйгенс 1690 г.
Преломление света
обусловлено
изменением его скорости
при переходе через
границу двух сред.

9.

ЗАКОН ПРЕЛОМЛЕНИЯ СВЕТА
Скорость света в различных
средах, км/с
Вакуум
300000
Для характеристики
среды, в которой
распространяется свет,
ввели физическую
величину – абсолютный
показатель преломления
Воздух
300000
Вода
225000
Кронглас
(стекло)
Флинтглас
(стекло)
Сероуглерод
198000
Алмаз
124000
186000
184000

10.

АБСОЛЮТНЫЙ
ПОКАЗАТЕЛЬ ПРЕЛОМЛЕНИЯ
Скорость света в различных
средах, км/с
Вакуум
300000
n
c
Воздух
300000
Вода
225000
Кронглас
(стекло)
Флинтглас
(стекло)
Сероуглерод
198000
Абсолютный показатель
186000
преломления показывает, во
сколько раз скорость света в
184000
среде меньше, чем скорость
света
в вакууме
Как
зависит
величина показателя преломления
света в
Алмаз от скорости
124000
среде?

11.

АБСОЛЮТНЫЙ
ПОКАЗАТЕЛЬ ПРЕЛОМЛЕНИЯ
Абсолютный показатель
преломления показывает, во
сколько раз скорость света в
среде меньше, чем скорость
света в вакууме
n
c
Скорость света в различных
средах, км/с
Вакуум
300000
Воздух
300000
Вода
225000
Кронглас
(стекло)
Флинтглас
(стекло)
Сероуглерод
198000
186000
184000
Чем меньше скорость света в среде, тем Алмаз
больше п.п. – тем
оптически
124000
более плотная среда.

12.

АБСОЛЮТНЫЙ
ПОКАЗАТЕЛЬ ПРЕЛОМЛЕНИЯ
Чем больше показатель
преломления, тем оптически
более плотная среда
(скорость света в ней
меньше)
n
c
Скорость света в различных
средах, км/с
Вакуум
300000
Воздух
300000
Вода
225000
Кронглас
(стекло)
Флинтглас
(стекло)
Сероуглерод
198000
Алмаз
124000
186000
184000

13.

Предположите ход луча, при
котором преломление не будет
наблюдаться
https://www.youtube.com/watch?v=tzWhaRZlrMc

14.

ЗАКОН ПРЕЛОМЛЕНИЯ СВЕТА
Лучи падающий,
преломлённый и
перпендикуляр,
проведённый в
точке падения луча
к границе раздела
двух сред, лежат в
одной плоскости;

15.

ЗАКОН ПРЕЛОМЛЕНИЯ СВЕТА
Отношение синуса
угла падения к
синусу угла
преломления есть
величина
постоянная для
данных двух сред

16.

ЗАКОН ПРЕЛОМЛЕНИЯ СВЕТА
Постоянная
величина относительный
показатель
преломления

17.

КАК ПОКАЗАТЬ СВЯЗЬ ЗАКОНА
ПРЕЛОМЛЕНИЯ СО СКОРОСТЬЮ СВЕТА В
СРЕДЕ
n
s
in
2
1
n
2
1
s
in
n
1
2
c
n1
1
c
n2
2
Относительный показатель
преломления показывает, во
сколько раз п. п. второй среды
отличается от п. п. первой среды

18.

ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ
ПРЕЛОМЛЕНИЯ
Относительный показатель преломления
второй среды относительно первой
называют физическую величину, равную
отношению скоростей света в этих средах

19.

Найдём связь между углом преломления
и показателем преломления второй
среды (оптической плотностью)
Запишите закон преломления
света для двух переходов.
n
s
i
n
,
3
3
в
о
д
ы 1
2 n
n
2
1 Для этого сравним
Подставьте
значения
s
i
n
nn
1
ход
луча
из
воздуха
в воду
1
в
о
з
д
у
х
а
абсолютных
показателей
и стекло при
одинаковом
угле падения
преломления.
n
s
i
n
,
6
Сравните
полученные
с
т
е
к
л
а 1
2 n
n
2
1
результаты.
s
i
n
nn
1
в
о
з
д
у
х
а 1
Выразите зависимость угла
преломления β от показателы.

20.

Сравним ход луча из воздуха в воду
и стекло при одинаковом угле
падения
Запишите закон преломления
света для двух переходов.
n
s
i
n
,
3
3
в
о
д
ы 1
2 n
n
2
1
Подставьте
значения
s
i
n
nn
1
1
в
о
з
д
у
х
а
абсолютных показателей
преломления.
n
s
i
n
,
6
с
т
е
к
л
а 1
2 n
Сравните
полученные
n
2
1
результаты.
s
i
n
nn
1
в
о
з
д
у
х
а 1
Выразите зависимость угла
преломления β от показателя
преломления среды.

21.

n
s
i
n
,
3
3
в
о
д
ы 1
2 n
n
2
1
s
i
n
nn
1
1
в
о
з
д
у
х
а
n
s
i
n
,
6
с
т
е
к
л
а 1
2 n
n
2
1
s
i
n
nn
1
в
о
з
д
у
х
а 1
Выразите зависимость угла преломления β от
показателя преломления второй среды

22.

n
s
i
n
,
3
3
в
о
д
ы 1
2 n
n
2
1
s
i
n
nn
1
1
в
о
з
д
у
х
а
n
s
i
n
,
6
с
т
е
к
л
а 1
2 n
n
2
1
s
i
n
nn
1
в
о
з
д
у
х
а 1
Чем больше показатель преломления второй
среды, тем меньше угол преломления

23.

n
s
i
n
,
3
3
в
о
д
ы 1
2 n
n
2
1
s
i
n
nn
1
1
в
о
з
д
у
х
а
n
s
i
n
,
6
с
т
е
к
л
а 1
2 n
n
2
1
s
i
n
nn
1
в
о
з
д
у
х
а 1
В оптически более плотной среде луч сильнее
отклоняется к перпендикуляру

24.

Свойство обратимости
лучей
Проявляется в
следующем:
Если переместить
источник света из точки
А в точку В, то луч
пойдёт обратно по тому
же пути
Сделайте вывод , куда относительно перпендикуляра отклоняется луч
при переходе в оптически менее плотную среду

25.

Свойство обратимости
лучей
Проявляется в
следующем:
Если переместить
источник света из точки
А в точку В, то луч
пойдёт обратно по тому
же пути
При переходе в оптически менее плотную среду луч отклоняется от
перпендикуляра

26.

Сравните показатели преломления сред.
n1 < n2
n2 < n1

27.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
§ 47, 48

28.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ:
§ 47, 48