Явление рефракции. Показатель преломления воздуха

Опубликованно 30.10.2018 04:00

Оптика является одним из старейших разделов физики. С давних времен многие философы законы движения и распространения света в различных прозрачных материалов, таких как вода, стекло, алмаз и воздуха интересует. В данной статье рассмотрено явление преломления света, акцентировал внимание на показатель преломления воздуха. Эффект преломления луча света

Каждый в своей жизни сталкивался сотни раз с проявлением этого эффекта, если глазеть на дне водоема или в стакан с водой поместить в него какой-нибудь предмет. При этом пруд не казался таким глубоким, как это было в самом деле выглядели, и предметы в стакане с водой или деформированные Islands.

Явление преломления светового луча является перелом в его прямолинейной траектории, если речь идет о поверхности раздела между двумя прозрачными материалами. Вмещает большое количество данных из экспериментов, которые в начале XVII века голландцы Billboard Снелл получил математическое выражение, которое должен именно этот феномен. Это выражение принято записывать в следующей форме:

n1*sin(?1) = n2*sin(?2) = const.

Здесь n1, n2 - абсолютные показатели преломления света в соответствующих материал, ?1 и ?2 - угол между падающим и преломленным лучами и перпендикулярно плоскости раздела фаз, ведется через точку пересечения луча и этого уровня.

Эта формула носит название закона Быстро или Быстро-Декарт (он француз написал в представленном виде, голландец не кривые, и единиц длины) меня же.

В дополнение к этой формуле, явление преломления еще один закон, который описывает геометрический характер. Он заключается в том, что отмеченные перпендикулярно плоскости и двух лучей (преломленный и падающий) лежат в одной плоскости. Абсолютный показатель преломления

Это значение используется в формуле Быстро, а ее стоимость играет важную роль. Математически показатель преломления n соответствует формуле:

n = c/v.

Символ c скорость электро магнитных волн в вакууме. Он составляет около 3*108 м/с. величина v-это скорость движения света в среде. Следовательно, показатель преломления отражает величину замедления скорости света в среде по отношению к безвоздушному пространство.

Из формулы выше два важных вывода следует: значение n всегда больше 1 (для вакуума равна единице); он является безразмерной величиной.

Например, показатель преломления воздуха равен 1,00029 и для воды равен 1,33.

Показатель преломления не является постоянной для конкретных условий. Он зависит от температуры. Кроме того, для каждой частоты электромагнитной волны он имеет свое значение. Таким образом, приведенные выше цифры соответствуют температуре 20 oC и желтой части видимого спектра (длина волны - около 580-590 нм).

Зависимость n от частоты света проявляется в разложении белого света призмой на спектр цветов, а также при образовании радуги в небе во время проливного дождя.

Показатель преломления света в воздухе

Выше его значение (1,00029) уже приводился. Поскольку показатель преломления воздуха отличается только на несколько пунктов вверх равна нулю, то для решения практических задач можно предположить, равна единице. Небольшая разница n воздуха от блока не гласит, что свет замедляет практически молекулами воздуха, что связано с его относительно низкой плотности. Так, среднее значение плотности воздуха 1,225 кг/м3, то есть он более чем в 800 раз легче, чем в пресной воде.

Воздух является оптически Plate среда. Процесс замедления скорости света в материале носит квантовый характер и связаны с актами поглощения и излучения фотонов атомами вещества.

Изменения в составе воздуха (например, увеличение содержания водяного пара) и изменения температуры приводят к значительным изменениям показателя преломления. Ярким примером является эффект миража в пустыне, который возникает из-за различия показателей преломления воздушных слоев с разной температурой. Граница Раздела Стекло - Воздух

Стекло является гораздо более плотную среду, чем воздух. Его абсолютный показатель преломления находится в диапазоне от 1,5 до 1,66 в зависимости от сорта стекла. Если высчитать среднее 1,55, тогда преломление луча на границе воздух - стекло можно по следующей формуле:

sin(?1)/sin(?2) = n2/n1 = n21 = 1,55.

Значение n21 считается относительный показатель преломления воздух - стекло. Если луч выходит из стекла в воздух, то вы должны использовать следующую формулу:

sin(?1)/sin(?2) = n2/n1 = n21 = 1/1,55 = 0,645.

Если угол очки луч в последнем случае будет на 90o, то угол падения, соответствующий ему, называется критической. Для границы стекло - воздух равен:

?1 = asin(0,645) = 40,17o.

Если луч падает на границу стекло - воздух с большими углами, чем 40,17o, он в полной мере отражается обратно в стекло. Это явление называется "полное внутреннее отражение".

Критический угол существует только при движении луча из плотной среде (из стекла в воздух, но не наоборот). Автор: Валерий Савельев 29. Ноябрь, 2018

Категория: Культура