Преломление света. Физический смысл показателя преломления. Электромагнитные явления

Сегодня мы:

Явление преломления света
Преломление света — это изменение направления распространения света при переходе из одной среды в другую.

Явление преломления света

Явление преломления света
Угол между падающим лучом и перпендикуляром, восставленным в точке падения луча, называется углом падения.
Угол между преломлённым лучом и тем же самым перпендикуляром называется углом преломления.
Падающий луч
Преломлён-ный луч
На основе волновой теории света можно объяснить причину явления преломления.

Явление преломления света
Закон преломления света:
лучи падающий, преломлённый и перпендикуляр, проведённый к границе раздела двух сред в точке падения луча, лежат в одной плоскости.
Для вакуума:
n21 — относительный показатель преломления для двух сред.
n — абсолютный показатель преломления среды.
Показатель преломления вакуума принят за единицу.

К. Птолемей
ок. 100 — ок. 170

Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред.
В. Снелл
Закон преломления света

Р. Декарт
1596—1650
Эскиз происхождения одиночных и двойных радуг, Les Météores, 1637 г.

А не связано ли преломление света с изменением скорости света при переходе из одной среды в другую?

Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред, равная отношению скоростей света в этих средах.
Явление преломления света
Чем больше скорость распространения света в среде, тем меньше её оптическая плотность.

Плотность вещества — это масса вещества в единице объёма.
Оптическая плотность вещества
Оптическая плотность среды характе-ризуется скоростью распространения света в ней.

Преломление света
n21 — относительный показатель преломления для двух сред.
Относительный показатель преломления показывает, во сколько раз скорость света в первой по ходу луча среде отличается от скорости распространения света во второй среде.
Абсолютный показатель преломления показывает, во сколько раз скорость света в вакууме больше, чем в данной среде.

Явление преломления света
Скорость света в любом веществе меньше скорости света в вакууме.
Из двух сред оптически более плотной считается та, у которой показатель преломления больше (или та, в которой скорость света меньше).
Значение абсолютного показателя прелом-ления любого вещества больше единицы.
Среда
Воздух
Вода
Глицерин
Кремний
Алмаз
Лёд
Масло
Спирт этиловый
Стекло
1,0002926
1,332986
1,4729
4,010
2,419
1,31
1,46
1,36
1,5—1,9
Показатель преломления

Явление преломления света
Преломление света — это изменение направления распространения света при переходе из одной среды в другую.
Длина волны:
Частота света не меняется при его переходе из одной среды в другую.
При переходе из оптически менее плотной среды в среду оптически более плотную, длина волны уменьшается.

Явление преломления света
Угол между падающим лучом и перпендикуляром, восставленным в точке падения луча, называется углом падения.
Угол между преломлённым лучом и тем же самым перпендикуляром называется углом преломления.
Падающий луч
Преломлён-ный луч
На основе волновой теории света можно объяснить причину явления преломления.

Задача. На дне водоёма глубиной 3 м находится источник света. На какой глубине увидит источник света наблюдатель, если он смотрит с лодки вертикально вниз, а показатель преломления воды равен 1,33?
РЕШЕНИЕ
ДАНО
n = 1
n = 1,33
Н
S
S’
h
A
B
D
E
C

Задача. На дне водоёма глубиной 3 м находится источник света. На какой глубине увидит источник света наблюдатель, если он смотрит с лодки вертикально вниз, а показатель преломления воды равен 1,33?
РЕШЕНИЕ
ДАНО
Закон преломления света:
ОТВЕТ: h = 2,3 м.

Метаматериалы
Метаматериалы — это материалы с отри-цательным показателем преломления.
В. Г. Веселаго
род. 1929

Метаматериалы
Дж. Пендри
род. 1943
Метаматериал — это композиционный материал, свойства которого обусловлены не столько свойствами составляющих его элементов, сколько искусственно созданной периодической структурой.

Метаматериалы
Дж. Пендри
род. 1943
Отрицательное преломление