Закон преломления света



Этот простой закон проходят в школьном курсе физики. Его суть в том, что свет, переходя из одной среды в другую, изменяет свое направление. Он действует для всех без исключения сред.


Один из фундаментальных законов физики гласит, что скорость света в вакууме равна 300000 км/с. Какова эта скорость в других веществах? Она будет немного меньше, но порядок останется таким же. В любой среде свет двигается по кратчайшей прямолинейной траектории. Если скорость стала меньше, то луч, при переходе из одной среды в другую, обязательно изменит свое направление.

Закон преломления звучит так: отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть постоянная величина для двух определенных сред. Эта величина называется относительным показателем преломления (или показателем преломления второй среды относительно первой). Падающий, отраженный луч, а также перпендикуляр, восстановленный в точке падения, лежат в одной плоскости.

Углы падения и преломления могут быть равны, если свет падает на границу раздела под прямым углом. В остальных случаях они отличаются. Угол падения будет больше угла преломления, если свет переходит из менее плотной среды в более плотную. Абсолютным показателем преломления называется отношение скорости света в вакууме к скорости света в данной среде. Среда, у которой этот показатель меньше, считается менее плотной. Воздух обладает наименьшей оптической плотностью, близкой к плотности вакуума.

Двойное лучепреломление



Если луч света попадает в определенную среду, он может испытать двойное лучепреломление. Подобной средой является два кристалла ирландского шпата, имеющие вид треугольной призмы с прямым углом. Они склеены по гипотенузе с помощью канадского бальзама. Луч, попадая в такую среду, разделяется на два луча, которые называются обыкновенным и необыкновенным.

Двойное лучепреломление объясняется неоднородностью (анизотропностью среды). Все дело в диэлектрической проницаемости кристалла, значения которого могут отличаться в зависимости от направления.

В основе двойного лучепреломления лежит другое явление - поляризация света. Необыкновенный луч оказывается поляризованным, то есть колебания светового вектора (вектора электрического поля), будут ориентированными в строго определенном направлении. Обыкновенный луч не поляризован и обычно направлен вдоль оптической оси кристалла.