Свет Закон преломления

Выведем закон преломления, исходя из теории Ньютона. Пусть свет падает на границу раздела двух сред с показателями преломления Пх н 2 соответственно, причем скорости света в вакууме к скорости света в данной среде будет называться показателем преломления данной среды). Разложим скорость света в 1-й среде на горизонтальную и вертикальную составляющие Du--и Vi2- Согласно Ньютону, горизонтальные составляющие скоростей остаются неизменными, т. е. Иц — u v, в то время как V2->Vi, (при условии fii [c.4]

Это и есть закон преломления света. [c.4]

Выведем закон преломления света, исходя из принципа Гюйгенса. Положим, что на границу раздела двух прозрачных сред. с показателями преломления соответственно и падает плоский фронт волны (рис. 3). Обозначим угол падения через 1 и будем отсчитывать время с момента [c.5]

Во введении данного учебного пособия мы ознакомились с экспериментально установленными законами преломления и отражения света на границе раздела двух прозрачных сред (эти два закона выводятся также из принципов Гюйгенса и Ферма). [c.45]

Полное внутреннее отражение. В предыдущем параграфе мы получили закон преломления света, согласно которому отношение синуса угла падения к синусу угла преломления равно показателю преломления второй среды относительно первой. Из этого закона следует, что при прохождении световой волны из оптически менее плотной среды в более плотную преломленный луч приближается к нормали. И обратно, когда свет распространяется из оптически более плотной среды в менее плотную, преломленный луч удаляется [c.53]

Если мы примем во внимание закон преломления света, согласно которому то получим [c.86]

Обозначим угол падения а, угол преломления р (рис. 260), тогда закон преломления света получит выражение [c.265]

Экспериментально установленный закон преломления света получает объяснение на основании принципа Гюйгенса. Согласно волновым представлениям преломление является следствием изменения скорости распространения волн при переходе из одной среды в другую, а физический смысл показателя преломления — это отношение скорости распространения волн в первой среде к скорости их распространения во второй среде V2. [c.265]

Для иллюстрации этих приемов, принятых при рещении задач геометрической оптики, рассмотрим преломление света на сферической поверхности (рис. 6.21), являющейся границей раздела между двумя оптически однородными средами с показателями преломления пип. В этом случае закон преломления све- [c.278]

Закон преломления света на границе двух прозрачных сред. [c.13]

Закон преломления света. Луч падающий и луч преломленный лежат в одной плоскости с нормалью к границе раздела. Угол падения i и угол преломления г (рис. 1.4) связаны соотношением [c.15]

В такой первоначальной форме принцип Гюйгенса говорит лишь о направлении распространения волнового фронта, который формально отождествляется с геометрической поверхностью, огибающей вторичные волны. Таким образом, речь идет собственно о распространении этой поверхности, а не о распространении волн, и выводы Гюйгенса относятся лишь к вопросу о направлении распространения света. В таком виде принцип Гюйгенса является, по существу, принципом геометрической оптики и, строго говоря, может применяться лишь в условиях пригодности геометрической оптики, т. е. когда длина световой волны бесконечно мала по сравнению с протяженностью волнового фронта. В этих условиях он позволяет вывести основные законы геометрической оптики (законы преломления и отражения). Рассмотрим для примера преломление плоской волны на границе двух сред, причем скорость волны в первой среде обозначим через 01, во второй — через [c.19]

Можно всегда выбрать а так, чтобы Д,. = X, т. е. чтобы волны, отраженные левой и правой половинами каждой зоны, взаимно уничтожались. Только для направления sin ф = sin ф, т. е. ф = ф, такой выбор ширины зоны невозможен. По этому направлению свет будет отражаться. Аналогично для преломленных волн единственное направление, по которому свет при любом разбиении поверхности на зоны не будет уничтожен, удовлетворяет условию i sin ф — sin х = = о, т. е. закону преломления. [c.874]

Сложный характер скорости распространения света позволил объяснить многие экспериментальные результаты. С разработкой методов измерения скорости света V в каком-либо веществе (газообразном или жидком) появилась возможность определить показатель преломления п через отнощение скорости света в вакууме с и веществе V (п = с1о) и сравнить это значение со значением п для данного вещества, полученного при измерениях, основанных на исследовании закона преломления, которые можно провести с большой точностью. Обычно [c.88]

Так как скорость распространения волн в обеих средах различна, то d d и А В не будет параллельна АВ, произойдет преломление волн. Отношение d к d равно отношению скоростей распространения волн в двух средах d /d — v lv . Отсюда может быть получен закон преломления волн. Он аналогичен закону преломления света. [c.716]

Согласно электромагнитной теории света, носителями лучистой энергии являются электромагнитные волны, излучаемые телами. Эти волны в изотропной среде или вакууме распространяются прямолинейно со скоростью света, подчиняясь оптическим законам преломления, поглощения и отражения. Колебания электромагнитных волн направлены перпендикулярно к пути луча. При взаимодействии с веществом носители лучистой энергии проявляют себя как фотоны (кванты энергии), обладающие характером движущихся частиц. Данные о длинах волн некоторых видов излучения приведены ниже [c.181]

Выбор между корпускулярной теорией и волновой теорией света не может быть сделан на основании изучения одних только траекторий световых лучей. Законы отражения и преломления могут быть получены и из чисто механических соображений. Однако в корпускулярной теории закон преломления получается в виде [c.313]

Вывести закон преломления света, именно (при обычных обозначениях) [c.290]

Ученейший Декарт предложил закон преломления, который, как считают, согласуется с опытом, но, чтобы доказать его, он выдвинул постулат, по которому вообще необходимо было принять, что движение света в плотной среде происходит более легко и беспрепятственно, чем в редкой, что, как кажется, противоречит естественным фактам. [c.7]

Закон преломления для перехода света из одной изотропной среды 1 в изотропную среду 2 выражается формулой [c.251]

Закон преломления падающий луч, преломленный луч и нормаль к границе сред лежат в одной плоскости отношение синуса угла падения к синусу угла преломления 2 есть величина постоянная равная отношению скоростей распространения света в этих средах [c.318]

Прям0линейное распространение света, отражение и преломление были известны еще древним грекам. Первые систематические описания этих явлений, дошедшие до нас, принадлежат Емпедоклу (490—430 гТ. до н. э.) и Ёвклиду (300 г. до н. э.). Им бьш известен закон отражения света Закон преломления света бьш установлен экспериментально в 1621 г. В. Снеллиусом (1591—1626). [c.121]

Еще 430 лет до нашей эры школа Платона установила законы прямолинейного распространения и отражения света от зеркальных поверхностей. Закон прямолинейного распространения нашел свое отражение также в трудах Эвклида (300 лет до и. э.), тогда как закон преломления света, можно полагать, был установлен Аристотелем (350 лет до н. э.). [c.3]

Птоломеем (120 лет до н. э.) были измерены углы падения и преломления света, на основе чего им же была составлена таблица рефракции. Ввиду того что измерения проводились для малых углов, Птоломей пришел к неверному выводу о пропорциональности угла преломления углу падения. Закон преломления окончательно был установлен Снеллиусом в конце XVI в. Им было найдено, что отношение синусов углов падения и преломления остается постоянным для двух данных сред. В середине XVII в. Декарт дал математическую формулировку закона преломления света. По сей день не выяснено, были ли известны Декарту неопубликованные труды Снеллиуса по преломлению света. [c.3]

Еще с древних времен известны некоторые основные законы геометрической оптики — прямолинейное распространение света в однородной среде, распространение через границу двух прозрачных сред с отличающимися показателями преломления (закон преломления света) и отражение от плоской зеркальной поверхности (закон отражения света). А как быть, если распространение света происходит в среде с псирерывно меняющимся показателем преломления Существует ли какая-нибудь общая закономерность, описывающая распространение света во всех вышеперечисленных случаях Ответ на подобный вопрос был дан французским математиком Ферма в середине XVII в. [c.167]

Формулу (7.3) можно также вывести, пользуясь законом преломления света на границе раздела двух сред. Согласно условию параксиальностп, соответствующие углы при этом будут настолько малыми, что их синусы можно замегтть самими углами. Подобный вывод формулы (7.3) предлагается читателю. [c.174]

Ввиду малости длин yi и г/. тангенсы углов падения и преломления можно заменить синусалн соответствующих углов. Принимая во внимание также закон преломления света, получим [c.176]

В XVII в. был экспериментально установлен закон преломления света падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восставленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух данных сред. [c.265]

В XIX в. появилась возможность точного измерен[ия скорости света и в каком-либо веществе (газообразном или жидком). Из таких измерений можно определить с/и = пи сравнить его с табличным значением показателя преломления для данного вещества, получаемого из основанных на использовании закона преломления измерений, которые можно провести с большой точностью. Обычно значения п ---- sin ф/.sin ср2 хорошо согласуются со значениями, найденными из измерений скорости света, но в некоторых случаях возникают расхождения. Так, например, для показателя преломления сероуглерода вместо п = 1,64 было получено значение 1,76, что выходит за пределы допустимой погрешности измерений. Это является следствием значительных трудностей, неизбежно возникаюпхих при описании движения импульса в среде, в которой показатель преломления зависит от частоты, т. е. в диспергирующей среде. В таком случае кроме фазовой скорости нужно ввести euie групповую скорость, характеризующую скорость распространения всей группы волн, к рассмотрению которой мы переходим. [c.46]

В основе всех построений лучевой оптики лежат законы преломления и отражения света. Мы рассмотрели во Введении их содержание и показали, какой смысл вкладывает в них волновая теория. Здесь мы воспроизведем лишь математическую ( ормулировку [c.278]

Закон преломления, найденный на опыте и вытекающий из теории, гласит, что 8)пг ) = з1пф/ /г. Легко видеть, что если и <С 1, то согласно этому соотношению возможно такое значение угла падения Ф, при котором > 1, что не имеет смысла, ибо подобная формула не определяет никакого реального угла преломления. Подобный случай имеет место для всех значений угла ф, удовлетворяющих условию 51пф > п, что возможно, когда п<, т. е. когда свет идет из более преломляющей среды в среду менее преломляющую (например, из стекла в воздух). Угол ф, соответствующий условию з)пф = п, принято называть критическим или предельным. Как известно, при этих условиях мы не наблюдаем преломленной волны, а весь свет полностью отражается обратно в первую среду, в соответствии с чем явление носит название полного внутреннего отражения. [c.482]

Обычно в учебниках встречается утверждение, что законы преломления не приложимы к необыкновенному лучу в одноосном кристалле и к обоим лучам в двуосном. Это — правильное утверждение, но оно имеет чисто отрицательный характер, показывая, что простое построение, предписываемое законом преломления, не при-ложимо к решению задачи о направлении распространения светового луча. Если взамен не дается никаких правил, то решение даже весьма простых вопросов кристаллооптики оказывается затруднительным. Между тем существует гораздо более общий прием отыскания направления распространения преломленной световой волны, а именно, построение, основанное на принципе Гюйгенса, следствием которого для изотропной среды является закон преломления Декарта — Снеллия. Напомним, что сам Гюйгенс рассматривал при по.мо-щн этого приема вопрос о распространении света в двоякопрелом-ляющих телах (исландский шпат) и получил крайне важные результаты. Применение построения Гюйгенса является простым и действенным средством для разбора вопроса о распространении света в анизотропных средах. Поверхность, фигурирующая в построении Гюйгенса, есть, очевидно, лучевая поверхность, а не поверхность нормалей. Действительно, по правилу Гюйгенса для получения фронта (плоской) волны проводят плоскость, касательную к поверхности Гюйгенса. А фронт волны тсателен именно к лучевой поверхности (рис. 26.11, а) и пересекает поверхность нормалей (рис. 26.11, б). [c.509]

Спор о природе света мог быть решен только на основе научных исследований оптических явлений. Накопление таких данных вначале шло очень медленно. Около 300 г. до н. э. Евклид установил, чю свет распространяется прямолинейно. Во II в. н. э. экспериментальные исследования преломления света при переходе из одной среды в другую выполняет Птоломей, 1Ю он еще не смог дать формулировку закона преломления. В XIII в. Р. Бэкон впервые описал увеличение размеров предметов при разглядывании их через плосковьшуклую чечевицу. В XV в. появляется первый простейший оптический прибор — камера-обскура, позволивший получить изображение освещенного предмета (рис. 19). Главное, что принесло это изобретение,— это то, что оно решительно отделило свет от зрешя (выражение [c.112]

При выводе закона преломления Р. Декарт представлял распространение света в виде потока частиц, движущихся с бесконечной скоростью. Для получения правильной формы закона он был вьшужден предположить, что скорость света в более плотной среде больше, чем в менее плотной. Однако если скорость света бесконечна, то последнее утверждение бессмысленно. Теория Декарта была, таким 0бр 130м, внутренне противоречивой. Современник Декарта П. Ферма вывел закон преломления исходя из выдвинутого им принципа наименьшего времени, суть которого заключается в следующем. Действительный путь распространения света, утверждал Ферма, есть путь, для прохождения которого свету потребуется минимальное время по сравнению с временем распространения его по любому другому мысленному пути между этими же двумя точками. Легко видеть, что этот принцип содержит в себе утверж,цение о конечности скорости света. Вопрос об измерении с приобретал решающее значение для признания справедливости разотчных теорий. [c.119]

Можно рассмотреть также законы преломления света на границе движущихся сред. Так как в задачах преломления скорость волны приходится брать меньше единицы, то для расчета они будут не просты можно добиться упрощения, если ввести в рассмотрение идеальную область плоскости Лобачевского, лежащую за абсолютом и отвечающую, по Пуанкаре, однополостному гиперболоиду. В этой области волна s может быть представлена всего oflHoi i точкой, отвечающей пормалп к волпе в системе, где волна кажется стоячей. [c.336]

Рассмотрим задачу о прохождении луча света через некоторую область 1 (рис. 11.1), показатель преломления которой в направлении координатных осей х и у отличается от показателя преломления окружающей среды. Очевидно, в соответствии с законом преломления Снеллиуса луч света после прохождения области / должен отклоняться от первоначального направления. Поведение луча после прохождения через неоднородность фиксируется в плоскости экрана 2 тремя измеряемыми параметрами смещением б между точками А и А углом отклонения е луча от первоначального направления временем запаздывания т прихода луча в точку А (по более длинному оптическому пути) по отношению к времени прихода луча в точку А. Па регистрации трех указанных параметров световой волны основываются три основных метода оптической визуализации неоднородностей плотности в газодинамическом потоке. Эти методы называют соответственно прямотене- [c.216]

С формальной точки зрения задача нахождення минимума определенного интеграла является собственно задачей вариационного исчисления, в то время как задача нахождения минимума функции принадлежит к обычному анализу. Исторически эти две проблемы возникли одновременно и четкого разграничения между ними не было вплоть до Лагранжа, развившего технику вариационного исчисления. Знаменитая задача Дидоны, хорошо известная геометрам древности, была вариационной задачей, требовавшей нахождения минимума некоторого интеграла. Герон Александрийский вывел закон отражения, исходя из того, что луч света, выходящий из точки А и приходящий в точку В после отражения от зеркала, достигает цели в кратчайшее время. Ферма применил этот принцип для получения законов преломления. Все эти задачи решались геометрическими методами. Задача о брахистохроне (кривой быстрейшего спуска) была предложена Иоганном Бернулли и решена независимо им самим, Ньютоном и Лейбницем. Основные дифферен- [c.57]

Итак, поскольку мы пытаемся вывести истинный закон преломления из противоположной аксиомы, а именно, что движение света происходит более легко и беспрепятственно в редкой, чем в плотной среде, мы прежде всего встречаемся с соотношением Декарта. Можно ли вообще ajiaqaloryl-<7то1с, т. е. без ложных умозаключений, прийти прямо противоположным путем к той же истине — это пусть рассмотрят и исследуют более тонкие и строгие математики. Мы же, оставив в стороне пустые умствования, полагаем, что лучше твердо владеть самой истиной, чем вдаваться в излишние и бесполезные споры. [c.7]

Предположение, что свет движется более быстро в более плотных средах, разрушило все здание, построенное Ферма свет при пересечении различных сред не идет ни более коротким путем, ни путем более короткого времени луч, переходящий из воздуха в воду, совершая наибольшую часть пути в воздз хе, приходит позднее, чем если бы он совершил там наименьшую часть пути. В Мемуаре де-Мерана [бе Маугап ] об отражении и преломлении можно прочесть историю спора между Ферма и Декартом, а также увидеть затруднение и бессилие, в которых находились до сих пор, пытаясь согласовать закон преломления с метафизическим принципом. [c.26]

Пьер Ферма в 1662 г. положил в основу своего исследования закона преломления принцип кратчайшего времени. В заметке Synthesis ad Refra -tiones он вывел закон преломления света геометрическим способом, исходя из этого принципа. По мнению Ферма, природа действует наиболее легкими доступными путями, а отнюдь не более краткими , как это думают многие. Это положение является единственным постулатом, который Ферма кладет в основание своих рассуждений. Конкретизируя эту идею, он говорит Подобно тому как Галилей, когда рассматривал движение тяжелых тел в природе, измерял отношения его не столько расстоянием, сколько временем, мы так же рассматриваем не кратчайшие расстояния или линии, а те, которые могут быть пройдены легче, удобнее и за более короткое время ) . [c.781]

Указав на то, что Ферма вывел закон преломления света из принципа кратчайшего пути (при v = onst принцип кратчайшего времени Ферма переходит в принцип кратчайшего пути), И. Бернулли рассматривает задачу о кривизне луча в неоднородных прозрачных средах. Этому вопросу посвящена его работа Кривизна луча в неоднородных прозрачных средах и решение задачи, предложенной мной в A ta за 1696 г., стр. 269, о нахождении брахистохронной линии, т. е. такой линии, по которой тело должно проходить от одной заданной точки до другой в кратчайшее время затем о построении синхронной кривой, т. е. волны лучей ). И. Бернулли не ищет общих методов решения проблемы отыскания максимума или минимума какой-либо функции, он указывает, что сомневается в самой возможности существования таких общих методов. Его цель—дать метод решения специальной задачи-задачи о брахистохроне — метод, который может оказаться применимым и для других задач аналогичного характера. Прежде всего Бернулли указывает на изумительный, по его мнению, результат, что брахистохроной,, так же как и таутохроной Гюйгенса, является циклоида. Этот результат он нашел двумя путями косвенным и прямым. [c.782]

В это же время Лаплас ) приложил метод, примененный Мопертюи для получения с корпускулярной точки зрения закона преломления обычного луча, к задаче двойного лучепреломления. Лаплас использовал принцип наименьшего действия, математическая сторона которого настолько усовершенствовалась со времен Мопертюи, что стало возможно применять его К более сложным проблемам, чем иростое преломление света. Лаплас предположил, что кристаллическая среда действует на световые корпускулы необыкновенного луча так, что изменяет их скорость в отношении, которое зависит от наклона необыкновенного луча к оси кристалла. В самом деле, разность квадратов скоростей обыкновенного и необыкновенного луча пропорциональна квадрату синуса угла, который образует необыкновенный луч с осью кристалла. Принцип наименьшего действия тогда приводит к закону преломления, тождественному с тем, который был найден Гюйгенсом. Закон преломления необыкновенного луча может быть также выведен из принципа Ферма при допущении, что скорость обратно пропорциональна той, которая предполагается при рассмотрении вопроса с помощью принципа наименьшего действия скорость, соответствующая принципу Ферма, согласуется со скоростью, найденной Гюйгенсом. [c.803]

АББЕ РЕФРАКТОМЕТР — визуальный оптич, прибор для измерения показателя преломления жидких и твёрдых сред. Его действие основано на измерении угла полного внутр. отражения в случае непрозрачной исследуемой среды или предельного угла прело.м-ления на плоской границе раздела прозрачных сред (исследуемой и известной) при распространении света из среды с меньшим показателем прелом-дения П] в среду с большим показателем — (см. Рефрактометр). В обоих методах используется закон преломления света R sin (i=re2sin (h — угол падения, [c.8]

При преломлении света на границе с кристаллом в нём возникают две преломлённые волны, для каждой из к рых выполняется обычный закон преломления, требующий непрерывности тангенциальной составляющей вектора волновой нормали Nf. Волновые нор.мали обеих преломленных воли лежат в плоскости падения, а оба преломлённых луча (наиравлония потока энергии) могут выходить из плоскости падения. Для кристаллов также существует угол падения света, при к-ром отра-Ячёиный свет полностью поляризован [Брюстера угол), однако, в отличие от изотропных тел, направление распространения отражённого света но обязательно перпендикулярно волновым нормалям или лучам кристалла. [c.512]

О. т. в простейшем истолковании является следствием Спелля закона преломления света, применяемого к двум любым расположенным одна за другой средам из последовательности 1, 2, 3,... 81011/31012 = [c.382]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...