Показатели преломления различных веществ

Это уравнение описывает закон Снеллиуса.

Из этого закона следует, что с увеличением угла падения a угол преломления b так- же увеличивается (рис. 2.7). Исходя из того, что угол преломления не может быть более 90°, можно предположить, при определенном угле падения наступит момент, когда свет во вторую сред не будет проходить. Однако это утверждение условно. В соответствии с волновой теорией явления, электромагнитная волна всё же проникает во вторую среду - там распространяется так называемая «неоднородная волна», которая экспоненциально затухает и энергию с собой не уносит. Характерная глубина проникновения неоднород- ной волны во вторую среду порядка длины волны.

Рис.2.5. Отражение и преломление света Рис.2.6. К закону Снеллиуса

Угол падения, при котором во второй среде возникает «неоднородная волна, называ- ется «критическим углом падения» a0 (его значение справедливо только для конкрет- ной пары сред).

При углах падения, превышающих значение a0, наступает полное внутреннее от- ражение. При этом падающая волна отражается полностью (рис. 2.7, крайняя справа схема).

Полное внутреннее отражение можно наблюдать, если смотреть из-под воды на по- верхность: при определенных углах на границе раздела наблюдается не внешняя часть (то, что в воздухе), а видно зеркальное отражение объектов, которые находятся в воде (рис. 2.8, слева)). Это явление можно наблюдать в опыте с сегментной призмой: при вра- щении призмы наступает момент, когда свет не выходит с ее плоской поверхности (рис. 2.8, справа).

Зависимость угла преломления лучей света от их длины волны (по закону Снеллиу- са) подтверждается наличием его дисперсии (разложения), которая была эксперимен- тально открыта Ньютоном в 1672 году и теоретически доказана гораздо позже (рис. 2.9). Чем больше частота волны (меньше длина волны), тем больше показатель преломления среды и меньше ее скорость света в среде: у красного цвета максимальная скорость в

среде и минимальная степень преломления, у фиолетового цвета минимальная ско- рость света в среде и максимальная степень преломления.

Дисперсией объясняется факт появления радуги после дождя (точнее тот факт, что радуга разноцветная, а не белая).

Рис. 2.7. Отражение и преломление света на границе раздела «вода-воздух»

Рис. 2.8. Примеры полного внутреннего отражения

Рис. 2.9. Дисперсия света при прохождении через призму (опыт Ньютона)