Показатель преломления. Коэффициент преломления. Index of refraction. Index. Лекция 2

Законы геометрической оптики
В основе геометрической оптики лежат несколько простых эмпирических законов:
Закон прямолинейного распространения света
Закон независимого распространения лучей
Закон отражения света
Закон преломления света (Закон Снеллиуса, или Снелла)
Закон обратимости светового луча.

План лекции
Принцип Гюйгенса
Дисперсия света. Скорость света в среде.
Объяснение явления дисперсии
Преломление на границе двух сред
Коэффициенты преломления материалов
Прохождение света через призму. Призма и принцип Ферма. Оптическая длина пути
Прохождение света через плоскопараллельную пластинку
Полное внутреннее отражение

Принцип Гюйгенса
Принцип Гюйгенса хорошо объясняет явления волновой оптики

Объяснение принципом Гюйгенса свойства отражения света (угол падения равен углу отражения)

Принцип Гюйгенса и преломление света
Принцип Гюйгенса, преломление света и отражение света

Скорость света и угол преломления

Причина возникновения показателя преломления
Длина волны в среде меньше, чем в вакууме
Частота э/м волны в среде и в вакууме одинакова.

Дисперсия
Дисперсия (от лат. dispersio «рассеяние») в зависимости от контекста может означать:
Дисперсия волн — в физике зависимость фазовой скорости волны от её частоты, различают:
Дисперсия света
Дисперсия звука
Закон дисперсии — в физике закон, выражающий зависимость фазовой скорости волны от её частоты.
Дисперсия случайной величины — одна из усреднённых характеристик случайной величины.
Дисперсия (химия) — образования из двух или более фаз (тел), которые совершенно или практически не смешиваются и не реагируют друг с другом химически.
Дисперсия (биология) — термин, обозначающий разнообразие признаков в популяции.
Дисперсия (материаловедение)
Дисперсия второй вязкости

Дисперсия света
Диспе́рсия све́та
(разложение света) — это совокупность явлений, обусловленных зависимостью абсолютного показателя преломления вещества от частоты (или длины волны) света (частотная дисперсия),
или, то же самое, зависимостью фазовой скорости света в веществе от частоты (или длины волны).
Хроматическая дисперсия в оптоволокне
Хроматическая дисперсия в призме

Преломление света в призме.
неправильно

Путь света через плоскопараллельную пластинку

Две пластинки с разными коэффициентами преломления

Index of refraction
Показатель преломления веществ лежит в интервале от 1 до 2.42.
Показатель преломления вакуума равен 1

Метаматериалы
Отрицательного показателя преломления или показателя преломления меньше единицы
в обычных материалах не бывает.
Разрабатываются метаматериалы,
но это оптика будущего
Линза для радиоволн

Полное внутреннее отражение

Предельный угол полного внутреннего отражения

Оптоволокно: принцип полного внутреннего отражения

Призмы

Использование призм в качестве зеркал

Радуга

Огранка бриллиантов

Миражи. Путь света через воздух и воду
Это – геометрическая оптика, а не волновая

Фата-Моргана
Фа́та-Морга́на (итал. fata Morgana) — редко встречающееся сложное оптическое явление в атмосфере) — редко встречающееся сложное оптическое явление в атмосфере, состоящее из нескольких форм миражей) — редко встречающееся сложное оптическое явление в атмосфере, состоящее из нескольких форм миражей, при котором отдалённые объекты видны многократно и с разнообразными искажениями. Своё название получило в честь волшебницы — персонажа английских легенд Феи Моргана.
Летучий голландец