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) сред с преломления показателями (См. Преломления показатель) n₁ и n₂ П. с. определяется следующими двумя закономерностями: преломленный луч лежит в плоскости, проходящей через падающий луч и нормаль (перпендикуляр) к поверхности раздела; углы падения (φ и преломления χ (рис.) связаны Снелля законом преломления (См. Снелля закон преломления): n₁sinφ = n₂sinχ. П. с. сопровождается и отражением света (См. Отражение света); при этом сумма энергий преломленного и отражённого пучков лучей (количественные выражения для них следуют из Френеля формул (См. Френеля формулы)) равна энергии падающего пучка. Их относительные интенсивности зависят от угла падения, значений n₁ и n₂ и поляризации света (См. Поляризация света) в падающем пучке. При нормальном падении отношение средних энергий преломленной 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 n₂ < n₁ и угол падения φ ≥ arcsin (n₂/n₁), П. с. не происходит, и вся энергия, принесённая на границу раздела падающей световой волной, уносится отражённой волной (явление полного внутреннего отражения (См. Полное внутреннее отражение)). При любых φ, кроме φ = 0, П. с. сопровождается изменением состояния поляризации света [наиболее сильным при т. н. угле Брюстера φ = 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 (См. Двойное лучепреломление) в оптически анизотропных средах. В поглощающих средах П. с. формально можно описать, используя те же выражения, что и для непоглощающих сред, но рассматривая n как комплексную величину (мнимая часть которой характеризует Поглощение света средой; см., например, Металлооптика). χ при этом также становится комплексным и теряет простой смысл угла преломления, который он имеет для непоглощающих сред. В общем случае n среды зависит от длины волны λ света; поэтому при преломлении немонохроматического света составляющие его лучи с различными λ идут по разным направлениям (Дисперсия света). На законах П. с. основано устройство линз (См. Линза) и многих оптических приборов, служащих для изменения направления световых лучей и получения изображений оптических (См. Изображение оптическое).

        

         Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд.. М., 1957 (Общий курс физики, т. 3); Борн М., Вольф Э., Основы оптики, пер. с англ., 2 изд., М., 1973.

         Н. А. Войшвилло.

        

        Ход лучей света при преломлении на плоской поверхности, разделяющей две прозрачные среды. Пунктиром обозначен отражённый луч. Угол преломления χ больше угла падения φ; это указывает, что в данном случае происходит преломление из оптически менее плотной 1-й среды в более оптически плотную 2-ю (n₁ < n₂). N — нормаль к поверхности раздела.