В чем заключается физический смысл показателя преломления?

6 ответов на вопрос “В чем заключается физический смысл показателя преломления?”

  1. Тихий Омут Ответить

    Изменение направления распространения светового луча при его переходе из одной прозрачной среды в другую получило название преломления. Для существования этого явления должны выполняться следующие три условия:
    Луч должен падать под некоторым наклоном к плоскости раздела сред. Если угол между направлением движения луча и исследуемой плоскостью будет равен 0o (параллельно) или 90o (перпендикулярно), то преломления не будет происходить. Необходимо увеличить или уменьшить наклон.
    Две среды должны быть прозрачными для света. В противном случае электромагнитная волна просто отразится от поверхности
    Показатель преломления сред должен отличаться. В чем заключается физический смысл показателя преломления, будет рассмотрено далее в статье.

    Примеры преломления в быту и природе

    Пожалуй, самым распространенным примером этого физического явления будет рассмотрение границы между воздухом и водой. Так, каждый замечал, что поставленные в стакан с жидкостью карандаш кажется искривленным. Другой пример: если смотреть в любом сосуде с водой на его дно, то глубина кажется намного меньшей, чем в действительности.

    Следующим показательным моментом эффекта преломления являются миражи, которые можно видеть не только в пустынях, но и в любой местности жарким летним днем. При палящем Солнце прилежащие к поверхности земли слои атмосферы сильно разогреваются по отношению к более высоким уровням. Разная температура воздуха приводит к изменению его плотности и, как следствие, показателей преломления света.

  2. Adriege Ответить

    Лже-женственность или Какой женщиной быть не надо

    Алиса Корытина
    Бред сивой кобылы!

    Лучшие советы от Ошо

    Михаил Дубовсков
    Это единственный ученый, который не боялся говорить о сексе. И это ему не простили ни коммунисты, ни империалисты. А кроме него никто с тех пор так и не осмелился откровенно говорить на эту тему. Хотя ведь и в этой теме нужно разбираться. И разбираться должны философы, а не медики. Но нет среди философов личности подобной Ошо, который бы смог разобраться в этой теме. Хотя все основное Ошо сказал. Осталось только применить это учение на практике. Ну или попытаться создать иное учение, типа древних эротологий – Камасутра, дао любви. Однако в современном мире область секса деградирует, о чем свидетельствует хотя бы распространенный термин “траханье”. А ведь как корабль назовешь…

    Вот вам 11 откровений про оргазм. Рассказывает женщина!

    Михаил Дубовсков
    Любая женщина может научиться испытывать оргазм. Но условности общества не позволяют женщинам думать о своем удовольствии и удовлетворении. Сексуальные удовольствия в нашем обществе считаются неприличными удовольствиями. Так что делайте выбор – что для вас важнее – личная жизнь и сексуальное удовлетворение или условности общества. А я со своей стороны готов помочь женщинам решить проблемы с оргазмом с помощью моего блога “Золотя сережка”, где вы найдете исчерпывающую информацию о том, как научиться испытывать оргазм и решать прочие проблемы в сексуальной области.

    Работник магазина рассказал ужасную правду о том, как «накачивают» курицу

    Это сложный комплекс добавок, которые употребляются очень широко для сохранения не только мяса, но и других быстропортящихся продуктов.Давайте разберёмся.
    стабилизаторы Е-450, Е451
    желатирующий агент Е-407
    Декстроза, усилитель вкуса и аромата, антиокислитель, загуститель,экстракты пряностей.
    Желирующий компонент – тот самый каррагинан – экстракт из морских водорослей.
    усилитель вкуса и аромата – глюконат натрия
    Загуститель – обычная гуаровая камедь (порошок гуарового дерева из Индии).
    Не вижу ничего не съедобного и опасного.
    С помощью этих добавок формируют консистенцию мясного изделия,сочность, цвет и вкус.
    Если вы хотите купить мясо без этих добавок, то надо на рынке покупать парное мясо, но не факт, что там тоже не шприцованное мясо для сохранения. Заводите своё хозяйство. Будете и сами есть без добавок и другим продавать.

    Можете ли вы видеть ВСЕ цвета, которые есть в природе?

    Nadezhda Kurbacheva
    Я не робот, довольна, что рассмотрела все цвета

    Что нужно знать о Скорпионах, чтобы жить с ними мирно и счастливо

    Zurab Mgebrichvili
    Да все верно! Просто я скорпион а здесь изложены только факты

    Что нужно знать о Скорпионах, чтобы жить с ними мирно и счастливо

    Айгуль Жуматайкызы
    Я сама скорпион.И я соответствую всему что здесь 100%

    ONTHETOP: новый способ продвижения в Instagram

    Jovan Jovanovic
    Ищете способы подорвать авторитет конкурента? Наш боевой инструментарий к вашим услугам. Организуем PR-кампанию в готическом стиле. https://pr24.io

  3. Adorgas Ответить




    § 48. Преломление света. Физический смысл показателя преломления
    В курсе физики 8 класса вы познакомились с явлением преломления света. Теперь вы знаете, что свет представляет собой электромагнитные волны определенного диапазона частот. Опираясь на знания о природе света, вы сможете понять физическую причину преломления и объяснить многие другие связанные с ним световые явления.

    Рис. 141. Переходя из одной среды в другую, луч преломляется, т. е. меняет направление распространения
    Согласно закону преломления света (рис. 141):
    лучи падающий, преломлённый и перпендикуляр, проведённый к границе раздела двух сред в точке падения луча, лежат в одной плоскости; отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред
    (1)
    где n21 — относительный показатель преломления второй среды относительно первой.
    Если луч переходит в какую-либо среду из вакуума, то
    (2)
    где n — абсолютный показатель преломления (или просто показатель преломления) второй среды. В этом случае первой «средой» является вакуум, абсолютный показатель которого принят за единицу.
    Закон преломления света был открыт опытным путём голландским учёным Виллебордом Снеллиусом в 1621 г. Закон был сформулирован в трактате по оптике, который нашли в бумагах учёного после его смерти.
    После открытия Снеллиуса несколькими учёными была выдвинута гипотеза о том, что преломление света обусловлено изменением его скорости при переходе через границу двух сред. Справедливость этой гипотезы была подтверждена теоретическими доказательствами, выполненными независимо друг от друга французским математиком Пьером Ферма (в 1662 г.) и голландским физиком Христианом Гюйгенсом (в 1690 г.). Разными путями они пришли к одному и тому же результату, доказав, что
    отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред, равная отношению скоростей света в этих средах:
    (3)
    Из уравнения (3) следует, что если угол преломления β меньше угла падения а, то свет данной частоты во второй среде распространяется медленнее, чем в первой, т. е. V2относительным показателем преломления второй среды относительно первой называется физическая величина, равная отношению скоростей света в этих средах:
    n21 = v1 / v2 (4)
    Пусть луч света переходит из вакуума в какую-либо среду. Заменив в уравнении (4) v1 на скорость света в вакууме с, а v2 на скорость света в среде v, получим уравнение (5), являющееся определением абсолютного показателя преломления:
    абсолютным показателем преломления среды называется физическая величина, равная отношению скорости света в вакууме к скорости света в данной среде:
    n = c / v (5)
    Согласно уравнениям (4) и (5), n21 показывает, во сколько раз меняется скорость света при его переходе из одной среды в другую, a n — при переходе из вакуума в среду. В этом заключается физический смысл показателей преломления.
    Значение абсолютного показателя преломления п любого вещества больше единицы (в этом убеждают данные, содержащиеся в таблицах физических справочников). Тогда, согласно уравнению (5), c/v > 1 и с > v, т. е. скорость света в любом веществе меньше скорости света в вакууме.
    Не приводя строгих обоснований (они сложны и громоздки), отметим, что причиной уменьшения скорости света при его переходе из вакуума в вещество является взаимодействие световой волны с атомами и молекулами вещества. Чем больше оптическая плотность вещества, тем сильнее это взаимодействие, тем меньше скорость света и тем больше показатель преломления. Таким образом, скорость света в среде и абсолютный показатель преломления определяются свойствами этой среды.
    По числовым значениям показателей преломления веществ можно сравнивать их оптические плотности. Например, показатели преломления различных сортов стекла лежат в пределах от 1,470 до 2,040, а показатель преломления воды равен 1,333. Значит, стекло — среда оптически более плотная, чем вода.
    Обратимся к рисунку 142, с помощью которого можно пояснить, почему на границе двух сред с изменением скорости меняется и направление распространения световой волны.

    Рис. 142. При переходе световых волн из воздуха в воду скорость света уменьшается, фронт волны, а вместе с ним и её скорость меняют направление
    На рисунке изображена световая волна, переходящая из воздуха в воду и падающая на границу раздела этих сред под углом а. В воздухе свет распространяется со скоростью v1, а в воде — с меньшей скоростью v2.
    Первой до границы доходит точка А волны. За промежуток времени Δt точка В, перемещаясь в воздухе с прежней скоростью v1, достигнет точки В’. За то же время точка А, перемещаясь в воде с меньшей скоростью v2, пройдёт меньшее расстояние, достигнув только точки А’. При этом так называемый фронт волны А’В’ в воде окажется повёрнутым на некоторый угол по отношению к фронту АВ волны в воздухе. А вектор скорости (который всегда перпендикулярен к фронту волны и совпадает с направлением её распространения) поворачивается, приближаясь к прямой ОО’, перпендикулярной к границе раздела сред. При этом угол преломления β оказывается меньше угла падения α. Так происходит преломление света.
    Из рисунка видно также, что при переходе в другую среду и повороте волнового фронта меняется и длина волны: при переходе в оптически более плотную среду уменьшается скорость, длина волны тоже уменьшается (λ2 < λ1). Это согласуется и с известной вам формулой λ = V/v, из которой следует, что при неизменной частоте v (которая не зависит от плотности среды и поэтому не меняется при переходе луча из одной среды в другую) уменьшение скорости распространения волны сопровождается пропорциональным уменьшением длины волны.

    Вопросы
    Какое из двух веществ является оптически более плотным?
    Как определяются показатели преломления через скорость света в средах?
    Где свет распространяется с наибольшей скоростью?
    Какова физическая причина уменьшения скорости света при его переходе из вакуума в среду или из среды с меньшей оптической плотностью в среду с большей?
    Чем определяются (т. е. от чего зависят) абсолютный показатель преломления среды и скорость света в ней?
    Расскажите, что иллюстрирует рисунок 142.

    Упражнение

    Какие из трёх величин — длина волны, частота и скорость распространения волны — изменятся при переходе волны из вакуума в алмаз?
    Используя рисунок 143, докажите, что относительный показатель преломления n21 для данных двух сред не зависит от угла падения луча света.

    Рис. 143
    Какая из двух сред (рис. 144) обладает большей оптической плотностью? В какой из них луч света распространяется с большей скоростью? Ответ обоснуйте.

    Рис. 144
    Используя уравнения (4) и (5), докажите, что n21 = n2/n1, где n1 — абсолютный показатель преломления первой среды, а n2 — второй.
    Указание: выразите из уравнения (5) скорость v света в среде через с и n; по аналогии с полученной формулой запишите формулы для определения скоростей v1 и v2, входящих в уравнение (4); замените в уравнении (4) v1 и v2 на соответствующие им буквенные выражения и упростите полученную формулу.

  4. VideoAnswer Ответить

  5. VideoAnswer Ответить

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *