ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА

ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА
ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА

       
изменение направления распространения оптического излучения (с в е т а) при его прохождении через границу раздела двух сред. На протяжённой плоской границе раздела однородных изотропных прозрачных (непоглощающих) сред с преломления показателями n1 и n2 П. С. определяется след. двумя закономерностями: преломлённый луч лежит в плоскости, проходящей через падающий луч и нормаль (перпендикуляр) к поверхности раздела; углы падения j и преломления c (рис.) связаныn Снелля законом преломления: n1sinj=n2sinc.
ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА
Ход лучей света при преломлении на плоской поверхности, разделяющей две прозрачные среды. Пунктиром обозначен отражённый луч. Угол преломления % больше угла падения j; это указывает, что в данном случае происходит преломление из оптически более плотной первой среды в оптически менее плотную вторую (n1>n2). n — нормаль к поверхности раздела.
П. с. сопровождается и отражением света; при этом сумма энергий преломлённого и отражённого пучков лучей (количеств. выражения для них следуют из Френеля формул) равна энергии падающего пучка. Их относит. интенсивности зависят от угла падения, значений n1 и n2 и поляризации света в падающем пучке. При н о р м а л ь н о м п а д е н и и отношение ср. энергий преломлённой и упавшей световых волн равно 4n1n2/(n1+n2)2; в существенном частном случае прохождения света из воздуха (n1 с большой точностью=1) в стекло с n2=1,5 оно составляет 96%. Если n2энергия, принесённая на границу раздела падающей световой волной, уносится отражённой волной (явление полного внутреннего отражения). При любых j, кроме j=0, П. с. сопровождается изменением состояния поляризации света (наиболее сильным при т. н. угле Брюстера j=arctg(n2/n1), (см. БРЮСТЕРА ЗАКОН), что используют для получения линейно-поляризованного света (см. СТОПА В ОПТИКЕ). Зависимость П. с. от поляризации падающих лучей наглядно проявляется при двойном лучепреломлении в оптически анизотропных средах. В поглощающих средах П. с. можно строго описать, формально используя те же выражения, что и для непоглощающих сред, но рассматривая n как комплексную величину (мнимая часть к-рой характеризует поглощение света средой; (см. МЕТАЛЛООПТИКА). c при этом становится также комплексным и теряет простой смысл угла преломления, какой он имеет для непоглощающих сред. В общем случае n среды зависит от длины волны l света (дисперсия света); поэтому при преломлении немонохроматич. света составляющие его лучи с разл. l идут по разным направлениям. На законах П. с. основано устройство линз и мн. оптич. приборов, служащих для изменения направления световых лучей и получения изображений оптических.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. . 1983.

ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА

- изменение направления распространения световой волны (светового луча) при прохождении через границу раздела двух различных прозрачных сред. На плоской границе раздела двух однородных изотропных сред с абс. преломления показателями 4011-259.jpg и 4011-260.jpg П. с. определяется след. законами: падающий, отражённый и преломлённый лучи и нормаль к границе раздела в точке падения лежат в одной плоскости (плоскости падения); углы падения 4011-261.jpgи преломления 4011-262.jpg (рис. 1), образованные соответствующими лучами с нормалью, и показатели преломления сред 4011-263.jpg и 4011-264.jpgсвязаны для монохроматич. света Снелля законом преломления 4011-267.jpg


Рис. 1. Преломление света на границе раздела двух сред с n1 и 4011-265.jpgстрелками показано расположение компонент электрического вектора в плоскости падения, кружками с точкой - перпендикулярно плоскости падения.

4011-266.jpg

Обычно П. с. сопровождается отражением света от той же границы. Для непоглощающих (прозрачных) сред полная энергия светового потока преломлённой волны равна разности энергий потоков падающей и отражённой волн (закон сохранения энергии). Отношение интенсивностей светового потока преломлённой волны к падающей - коэф. пропускания границы раздела сред 4011-268.jpg- зависит от поляризации света падающей волны, угла падения 4011-269.jpg и показателей преломления 4011-270.jpgи 4011-271.jpgСтрогое определение интенсивности преломлённой (и отражённой) волны может быть получено из решения ур-ний Максвелла с соответствующими граничными условиями для элект-рич. и магн. векторов световой волны и выражается Френеля формулами. Если электрич. вектор падающей и преломлённой волн разложить на две компоненты 4011-272.jpg (лежащую в плоскости падения) и 4011-273.jpg (перпендикулярную к ней), ф-лы Френеля для коэф. пропускания соответствующих компонент имеют вид

4011-274.jpg


Зависимость величин 4011-275.jpg и 4011-276.jpgот 4011-277.jpgприведена на рис. 2. Из выражений ( * ) и рис. 2 следует, что для всех углов падения 4011-278.jpg кроме частного случая нормального падения 4011-279.jpg, когда

4011-280.jpg

Это означает, что для всех 4011-281.jpg (кроме 4011-282.jpg= 0) происходит поляризация преломлённого света. Если на границу раздела падает естественный (не поляризованный) свет, для к-рого 4011-283.jpg то в преломлённой волне 4011-284.jpg т. е. свет будет частично поляризованным. Наиб. значит. поляризация преломлённой волны происходит при падении под углом Брюстера 4011-292.jpg=4011-293.jpg когда 4011-294.jpg (рис. 2). При этом 4011-295.jpg< 1, а 4011-296.jpg= 1, т. е. преломление поляризов. света с 4011-297.jpg не сопровождается отражением.

Рис. 2. Зависимость коэффициентов пропускания 4011-285.jpg и 4011-286.jpg для волн различной поляризации от угла падения 4011-287.jpg при преломлении на границе воздух (4011-288.jpg =1) - стекло (с показателем преломления 4011-289.jpg= 1,52); 4011-290.jpg - для падающего неполяризованного света.

4011-291.jpg

Если свет падает из среды оптически менее плотной в более плотную (4011-298.jpg), то 4011-299.jpgи преломлённый луч существует при всех значениях угла 4011-300.jpg от О до 4011-301.jpg Если свет падает из среды оптически более плотной в менее плотную 4011-302.jpgто 4011-303.jpgи преломлённая волна существует лишь в пределах угла падения от 4011-304.jpg= 0 до 4011-305.jpg= arcsin4011-306.jpg. При углах падения 4011-307.jpg> arcsin4011-308.jpgП. с. не происходит, существует только отраженная волна - явление полного внутреннего отражения.

В оптически анизотропных средах в общем случае образуются две преломлённые световые волны с взаимно перпендикулярной поляризацией (см. Кристаллооптика).

Формально законы П. с. для прозрачных сред могут быть распространены и на поглощающие среды, если рассматривать показатель преломления для таких сред как комплексную величину 4011-309.jpg где к - показатель поглощения. В случае металлов, обладающих сильным поглощением (и большим коэф. отражения), идущая внутрь металла волна поглощается в тонком приповерхностном слое и понятие проломленной волны теряет смысл (см. Металлооптика).

Поскольку показатель преломления сред зависит от длины волны света l (см. Дисперсия света), то в случае падения на границу раздела прозрачных сред немоно-хроматич. света преломлённные лучи разл. длин волн идут по разл. направлениям 4011-310.jpgчто используется в дисперсионных призмах.

На П. с. на выпуклых, вогнутых и плоских поверхностях прозрачных сред основано действие линз, служащих для получения изображений оптических, дисперсионных призм и др. оптич. элементов.

Если показатель преломления изменяется непрерывно (напр., в атмосфере с высотой), то при распространении светового луча в такой среде также происходит непрерывное изменение направления распространения - луч искривляется в сторону большего значения показателя преломления (см. Рефракция света в атмосфере), но при этом отражения света не происходит.

Под действием излучения большой интенсивности, создаваемого мощными лазерами, среда становится нелинейной. Индуцированные в молекулах среды под действием сильного электрич. поля световой волны диполи вследствие ангармоничности колебаний электронов молекул излучают в среде вторичные волны не только на частоте 4011-311.jpgпадающего излучения, но также волны с удвоенной частотой - гармоники - 24011-312.jpg (и более высокие гармоники 34011-313.jpg, ...). С молекулярной точки зрения интерференция этих вторичных волн приводит к образованию в среде результирующих преломлённых волн с частотой 4011-314.jpg (как в линейной оптике) (см. Гюйгенса- Френеля принцип), а также с частотой 4011-315.jpg, к-рым соответствуют макроскопич. показатели преломления 4011-316.jpg и 4011-317.jpg Вследствие дисперсии среды 4011-318.jpg и, следовательно, в среде образуются две преломлённые волны с частотами 4011-319.jpgи 4011-320.jpgраспространяющиеся по разл. направлениям. При этом интенсивность преломлённой волны на частоте 4011-321.jpgзначительно меньше интенсивности на частоте 4011-322.jpg (подробнее см. в ст. Нелинейная оптика).

Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 5 изд., М., 1976; Сивухин Д. В., Общий курс физики, 2 изд., [т. 4] - Оптика, М., 1985. В. И. Малышев.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

См. также в других словарях:

  • ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА — ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА, изменение направления распространения света при прохождении через границу раздела двух прозрачных сред. Угол падения j и угол преломления c связаны соотношением: sinj/sinc=n2/n1=v1/v2, где n1 и n2 показатели преломления сред,… …   Современная энциклопедия

  • ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА — изменение направления распространения света при прохождении через границу раздела двух прозрачных сред. угол падения и угол преломления связаны соотношением: где n1 и n2 показатели преломления сред, v1 и v2 скорости света в 1 й и 2 й средах …   Большой Энциклопедический словарь

  • ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА — ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА, изменение направления светового луча при переходе из одной среды в другую. Отношение синуса угла падения (р к синусу угла преломления ip или, что то же, отношение скоростей распространения световой волны в одной и в другой… …   Большая медицинская энциклопедия

  • преломление света — изменение направления распространения света при прохождении через границу раздела двух прозрачных сред. Угол падения (и отражения) φ и угол преломления χ связаны соотношением: , где n1 и n2  показатели преломления сред, v1 и v2  скорости света… …   Энциклопедический словарь

  • ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА — изменение направления распространения света при прохождении через границу раздела двух прозрачных сред. Угол падения (и отражения) ф и угол преломления х связаны соотношением: где п1 и n2 показатели преломления сред, v1 и v2 скорости света в 1 й… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • Преломление света — Преломление волны на границе двух сред с разной скоростью ее распространения. Граница сред бледная еле заметная прямая линия, проходящая слева снизу вправо вверх, примерно под 20° к горизонтали; пунктирная линия нормаль к границе; левая красная… …   Википедия

  • Преломление света —         изменение направления распространения оптического излучения (См. Оптическое излучение) (света) при его прохождении через границу раздела двух сред. На протяжённой плоской границе раздела однородных изотропных непоглощающих (прозрачных)… …   Большая советская энциклопедия

  • ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА — см. в ст. Преломление волн. Показатель преломления. Двойное лучепреломление …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • Преломление света — изменение направления распространения света (электромагнитной волны) при переходе из одной среды в другую, отличающуюся от первой показателем преломления. Для П. с. выполняются законы преломления: 1) преломленный луч находится в одной плоскости с …   Астрономический словарь

  • Преломление света — см. Диоптрика …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Книги

Другие книги по запросу «ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА» >>

Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»