9 класс. Урок 21. Преломление света на границе двух сред. Закон преломления света

Преломление света происходит из-за различной скорости распространения света в различных средах. Например, в вакууме скорость света равна 300 000 км/с, а в стекле — 200 000 км/с. Скорость распространения света характеризует такое понятие как оптическая плотность среды. Для каждой среды оптическая плотность разная, и чем медленнее распространяется свет в данной среде, тем больше оптическая плотность этой среды.
При падении на границу двух сред, падающий луч разделился на отраженный луч и на преломлённый луч.

Преломлённый луч вошел в другую среду. При этом, преломлённый луч изменил направление. Именно это изменение направления при проникновении в другую прозрачную среду и называется преломлением света.

Видеодемонстрация: Преломление света

Видеоурок: Преломление света. Физический смысл показателя преломления

Учебное видео: Преломление света

Интерактивный учебник: Преломление света

Закон преломления света: падающий и преломленный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения α к синусу угла преломления γ есть величина, постоянная для двух данных сред:
Постоянную величину n называют относительным показателем преломления второй среды относительно первой. Показатель преломления среды относительно вакуума называют абсолютным показателем преломления.

Относительный показатель преломления двух сред равен отношению их абсолютных показателей преломления:

n = n2/n1.

Закон преломления света находит объяснение в волновой физике. Согласно волновым представлениям, преломление является следствием изменения скорости распространения волн при переходе из одной среды в другую. Физический смысл показателя преломления – это отношение скорости распространения волн в первой среде υ₁ к скорости их распространения во второй среде υ₂:

Абсолютный показатель преломления равен отношению скорости света c в вакууме к скорости света υ в среде:
Преломлением света объясняются многие интересные вещи, такие как, например, радуга. Радуга образуется из-за разных показателей преломления для разных цветов. Дело в том, что белый цвет — это слияние всех цветов.

Так вот, пучки солнечного света, состоят из лучей всех цветов радуги. Проходя через мельчайшие капельки воды, каждый луч преломляется по-разному. В результате мы видим лучи каждого цвета в отдельности. Но как только капельки воды испаряются, процесс преломления прекращается, и радуга пропадает. 

Задача 1. 

Известно, что показатель преломления воздуха и некоторой среды равен √2. Если мы посветим на эту среду под углом 45о, то каким будет угол преломления?