§ 49 Физический смысл показателя преломления
Когда свет проходит из одной среды в другую, его направление изменяется — происходит преломление. Это явление подчиняется закону Снеллиуса, который утверждает: отношение синусов углов падения и преломления остаётся постоянным для пары данных сред. Это постоянное называют относительным показателем преломления.
Исторический взгляд на скорость света в средах
В XVII веке учёные по-разному представляли себе природу света:
- Исаак Ньютон, придерживаясь корпускулярной теории, полагал, что частицы света движутся быстрее в более плотной среде.
- Христиан Гюйгенс, напротив, исходя из волновой теории, утверждал, что скорость света уменьшается при переходе в плотную среду.
Спор был разрешён только в XIX веке. В 1850 году Леон Фуко выполнил точные измерения и доказал, что свет действительно распространяется медленнее в воде, чем в воздухе, тем самым подтвердив правильность волновой теории.
Физический смысл показателя преломления
Относительный показатель преломления указывает, во сколько раз изменяется скорость света, когда он переходит из одной среды в другую.
Абсолютный показатель преломления вводят как отношение:
скорость света в вакууме / скорость света в данной среде.
Он всегда больше 1, что означает: ни в одной материальной среде свет не может распространяться быстрее, чем в вакууме.
Что происходит со светом при переходе между средами
При попадании света в более плотную среду:
- скорость уменьшается,
- длина волны становится меньше,
- частота остаётся неизменной.
Именно изменение скорости приводит к изменению направления распространения луча — так возникает преломление.