§ 43 Преломление света. Закон преломления света
Когда световой луч переходит из одной прозрачной среды в другую (например, из воздуха в воду или наоборот), его путь изменяет направление. Такое изменение траектории называется преломлением света.
Основные положения закона преломления
- Падающий луч, преломлённый луч и перпендикуляр к границе между средами расположены в одной и той же плоскости.
- Существует постоянное для пары сред отношение синусов угла падения и угла преломления:
sin α / sin γ = n₂₁
Здесь n₂₁ — относительный показатель преломления, определяющий, насколько сильно свет отклоняется при переходе из одной среды в другую.
Если луч идёт из менее плотной среды в более плотную, то угол преломления будет меньше угла падения. Если же свет выходит из плотной среды в менее плотную, то углы меняются наоборот — преломление становится «шире».
Предельный угол и полное внутреннее отражение
При определённом значении угла падения преломлённый луч скользит вдоль границы раздела. Этот угол называют предельным.
Если угол падения становится больше предельного, луч больше не выходит в другую среду — он полностью отражается обратно. Такое явление известно как полное внутреннее отражение.
Этот принцип лежит в основе работы волоконной оптики и световодов, где свет удерживается внутри прозрачных волокон благодаря многократным внутренним отражениям.
Почему предметы под водой кажутся ближе
Из-за преломления световых лучей, выходящих из воды, мозг получает искажённую картинку: предметы выглядят ближе к поверхности и меньше по размеру, чем они есть на самом деле.