Презентация на тему Полное отражение света

Закон преломления света позволяет объяснить интересное и практически важное явление –
полное отражение света

Полное внутреннее отражение света
это явление отражения света от оптически менее плотной среды при переходе из более плотной,
при котором преломление отсутствует
и свет возвращается в более плотную среду

При переходе света из оптически более плотной среды в менее плотную свет как преломляется, так и отражается. С ростом угла падения α возрастает и угол преломления β (β>α).
При некотором угле падения αо угол преломления становится наибольшим (βmax=90о).
Если угол падения α>αо, преломление света во вторую среду прекращается, свет полностью отражается от границы раздела, как от зеркала –возникает явление полного отражения света.

Предельный угол полного отражения, αо
Это минимальный угол падения света, при котором возникает явление полного внутреннего отражения.
Воспользуемся законом преломления света:
Пример: рассчитаем предельный угол полного отражения для воды (n=1,33);

В первом случае призма позволяет поворачивать световой пучок на 90 , поэтому ее называют поворотной. Внутри призмы наблюдается однократное внутреннее отражение от грани BC.
В этом случае внутри призмы световой пучок испытывает уже двукратное полное отражение от грани AB и от грани AC. Эта призма может быть использована для разворота светового пучка на 180 , поэтому она тоже называется поворотной.
В третьем случае лучи, падающие на грань AB параллельно основанию BC, испытывают в стекле призмы полное отражение и выходят из призмы параллельно падающим лучам. Заметим, что при выходе из призмы верхний падающий луч становится нижним, а нижний - верхним. Поэтому призму в этом случае называют оборотной.
Призмы полного отражения света

Волоконная оптика
система передачи оптических изображений с помощью стекловолокон (световодов).
Испытывая полное внутреннее отражение, световой сигнал распространяется внутри гибкого световода
Используется пучок из тысяч световодов (диаметр каждого волокна от 0,002 до 0,01 мм)
В настоящее время волоконная оптика вытесняет металлические проводники в системах передачи информации (с помощью светового сигнала можно передавать в 106 раз больше информации, чем с помощью радиосигнала)

Световоды
Достоинство оптических каналов связи - возможность пере дачи по одному световоду в сотни и тысячи раз большего объема информации, чем по металлическим проводам.
Оптический канал связи помехоустойчив, он не реагирует ни на какие внешние воздействия.
Замена металлических проводов световодами дает огромную экономию дорого-стоящих цветных металлов.
Cветоводы – прозрачные трубки, окруженные оболочкой из материала с меньшим показателем преломления

Эндоскоп
Волоконные световоды с успехом применяют в медицине.
Например, световод вводят в желудок или в область сердца для освещения или наблюдения тех или иных участков внутренних органов.
Использование световодов позволяет исследовать внутренние органы без введения лампочки, то есть исключая возможность перегрева.

Оптоволокно
Используется в волоконной оптике, для передачи световых сигналов на большие расстояния. (Использование обычного зеркального отражения, не дает желаемого результата, так как даже зеркало самого высокого качества (посеребренное) поглощает до 3% световой энергии).
При входе в световод падающий луч направляется под углом заведомо больше предельного, что обеспечивает отражение луча без потерей энергии.
Световоды, состоящие из отдельных волокон, достигают в диаметре человеческого волоса, при скорости передачи более быстрой, чем скорость протекания тока, что позволяет ускорить передачу информации.

РАДУГА
Так неожиданно и ярко
На влажной неба синеве
Воздушная воздвиглась арка
В своем минутном торжестве!
Один конец в леса вонзила.
Другим за облака ушла.
Она полнеба обхватила
И в высоте изнемогла.

Паук-серебрянка
При погружении серебрянки в воду волоски брюшка, покрытые особым жирным веществом, не смачиваются, между ними задерживается (так как не вытесняется, благодаря силам поверхностного натяжения воды) воздух и потому оно под водой кажется серебряным.

Эффекты миража
Иллюзия мокрой дороги
при летней жаре
Лучи, отраженные от предметов
сильно преломляются в нагретом воздухе

Блеск многих природных кристаллов
(особенно ограненных драгоценных камней) объясняется полным внутренним отражением
Блеск многих природных кристаллов
(особенно ограненных драгоценных камней) объясняется полным внутренним отражением

Из – за высокого показателя преломления алмаза (n=2) возникает большое количество внутренних отражений, которые их световой луч претерпевает с меньшими потерями энергии, чем в стекле (n= 1,6)

Полным отражением света объясняется не только блеск («игра») бриллиантов, но и капелек росы на солнечном свете, пузырьков воздуха в воде