Абсолютный и относительный показатель преломления: Ошибка 403 — доступ запрещён

Закон преломления света — формулы, примеры, как найти?

Покажем, как применять знание физики в жизни

Начать учиться

Мы уверены, что вы хотя бы раз в жизни задумывались, откуда берется радуга. Даже малышам известно, что она появляется на небе после дождя, но почему происходит это явление? А если вы посмотрите на свои ноги, погруженные в воду, то они будут казаться искаженными, словно волнистыми. И еще пример странности: если поставить ложку в прозрачный стакан с водой, на границе раздела двух сред она будет выглядеть согнутой.

Интересно, но все перечисленные выше явления происходят по одной и той же причине — преломление лучей света. Сегодня мы подробно изучим его, а также поговорим про оптическую плотность различных сред, законы оптики и даже применим знания тригонометрии к физическим процессам. Будет очень интересно, так что не переключайтесь!

Что такое преломление света в физике

Преломление света — это явление, при котором световые лучи изменяют направление движения при переходе из одной среды в другую.

Здесь мы будем говорить только о прозрачных средах и веществах. Например о воздухе, воде, стекле, прозрачных кристаллах. То есть если лучи света из одной прозрачной среды переходят в другую прозрачную среду, то луч света в месте их соприкосновения исказится. Он изменит направление, в котором распространяется его движение. При этом, скорость распространения в другой среде тоже изменится, но об этом поговорим чуть позже.

Узнай, какие профессии будущего тебе подойдут

Пройди тест — и мы покажем, кем ты можешь стать, а ещё пришлём подробный гайд, как реализовать себя уже сейчас

Дисперсия света и оптическая плотность среды

Теперь, когда вы знаете о преломлении лучей, попробуйте объяснить возникновение радуги. Верно! Солнечные лучи распространяются в воздухе и встречают на своем пути мельчайшие капельки воды. Когда лучи проходят через них, они преломляются. Помимо этого, преломляясь, белый луч света будто расщепляется на радужный спектр от красного до фиолетового цветов, рождая при этом радугу.

Явление разложения света на спектральные цвета при прохождении через оптически плотное вещество называется дисперсия.

Теперь вам может стать интересно, реально ли получить радугу самим, в условиях эксперимента. Если да, то нам нравится ваше научное любопытство! Самостоятельно получить радугу возможно, и впервые этот опыт проделал ученый Исаак Ньютон. Он направил световой луч через прозрачную стеклянную призму и получил радужный спектр.

Это интересно

Свет может давать разные цвета, которые зависят от длины его волны. Например, самые длинные волны красного цвета, а самые короткие — фиолетового.

Внимательно посмотрите на картинку. Световой луч, если бы не разница в оптической плотности между воздухом и стеклом, не изменил бы свое направление. Он продолжил бы двигаться, как ни в чем не бывало. Но по законам геометрической оптики, он был вынужден исказиться дважды: при переходе из воздуха в стекло и еще раз, при переходе из стекла в воздух. Этот излом луча происходит благодаря такому показателю, как оптическая плотность среды.

Запомните!

Среда, в которой скорость распространения света меньше, — это оптически более плотная среда, и наоборот.

Этот показатель можно сравнить с обыкновенной плотностью. Только представьте: луч света распространяется в воздухе. Воздух — это газ, он состоит из бесконечного множества молекул. Расстояние между ними достаточно велико, что позволяет свету распространяться без каких-либо помех. При переходе из воздуха в воду (или стекло, кристалл), луч «замечает»: вещество также состоит из мельчайших частиц, но они расположены друг к другу ближе. «Проталкиваясь» среди молекул, луч теряет свою скорость. Это можно сравнить с тем, как вы бы проходили через толпу на танцполе к сцене, где выступает ваша любимая группа. Быстро это сделать точно бы не получилось.

Угол падения и угол преломления луча

Давайте посмотрим на процесс преломления с точки зрения геометрии. Для этого обратимся к схеме ниже.

Угол α на картинке — угол падения — это угол между падающим лучом и перпендикуляром, проведенным в точку падения луча на границу раздела сред. Угол γ — угол преломления — это угол между преломленным лучом и перпендикуляром, проведенным в точку падения луча на границу раздела сред.

Теперь рассмотрим картинку ниже и разберемся, как меняется угол преломления света при переходе в вещества разной плотности оптической среды.

Из иллюстрации можно сделать такие выводы:

1. При переходе света из менее плотной оптической среды в более плотную, скорость уменьшается, и угол преломления меньше угла падения.

2. При переходе света из более плотной оптической среды в менее плотную, скорость увеличивается, и угол преломления больше угла падения.

3. При переходе света из одной среды в другую с такой же оптической плотностью, скорость распространения не изменяется, и угол падения равен углу преломления.

Показатель преломления лучей света

Сейчас вы можете задуматься о том, относительно чего искажается луч света. Может, есть какие-то физические величины или показатели, которые показывают степень излома луча? Да, такие в физике имеются. За эти характеристики отвечают показатели преломления: абсолютный и относительный. Рассмотрим их все.

Абсолютный показатель преломления света

Абсолютный показатель преломления — безразмерная величина, показывающая отношение скорости света в вакууме к скорости распространения в среде.

Абсолютный показатель преломления обозначается буквой [n]. Его можно рассчитать по формуле:

n = c/v, где:с — скорость света в вакууме (с=3 * 10^{8 м/с),}v — скорость распространения света в среде.

Эта величина показывает, во сколько раз меняется скорость света при переходе из вакуума в воздух, воду, стекло и т. д. Абсолютный показатель преломления n некоторых веществ можно найти в таблице ниже.

Вещество	n
Воздух	1,00
Лед	1,31
Вода	1,33
Спирт	1,36
Стекло (обычное)	1,50
Стекло (оптическое)	1,47–2,04
Рубин	1,76
Алмаз	2,42

Как мы видим, абсолютный показатель преломления воздуха равен 1.

Это означает, что при переходе из вакуума в воздух, луч света никак не искажается. А вот при переходе из вакуума в алмаз, скорость распространения света уменьшается почти в 2,5 раза!

Относительный показатель преломления

Относительный показатель преломления — безразмерная величина, показывающая отношение абсолютных показателей преломления двух сред.

Этот показатель указывает на то, во сколько раз изменится скорость распространения луча при переходе из одной среды в другую. Его можно рассчитать по такой формуле:

n₂₁ = n2/n1, где:n1 — показатель преломления 1-й среды,n2 — показатель преломления 2-й среды.

Закон преломления света

Давайте разберемся, как мы можем найти угол преломления и угол падения, если знаем относительный или абсолютный показатель. В этом нам помогут законы преломления света. В свое время их изучал голландский математик Виллеброрд Снелл, именно поэтому их часто называют законами Снеллиуса или Снелла.

Рассмотрим формулировку законов преломления.

1. Падающий и преломленный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости.

2. Отношение синуса угла падения α к синусу угла преломления γ — это постоянная величина для двух данных сред:

Благодаря этой формуле мы можем найти угол преломления и угол падения. Круто, правда?

Если вы не сильно дружны с математикой, а от синусов и косинусов хочется упасть в обморок — не расстраивайтесь! Чтобы решать задачи о преломлении света, вам не нужно знать мельчайшие нюансы тригонометрии. Достаточно запомнить формулу, а также иметь при себе великую таблицу Брадиса. Это такая таблица, в которой записаны все значения тригонометрических функций углов от нуля до 90 градусов. А значит, не нужно ничего заучивать и запоминать — можно просто воспользоваться готовыми данными.

Мнимое изображение, которое образовано преломлением лучей

Давайте вспомним еще пару примеров, о которых говорили ранее: об «изломанной» ложке и «волнистых» ногах в бассейне. Давайте попытаемся объяснить их с точки зрения законов физики.

Преломление лучей, как и отражение света плоским зеркалом, создает обманчивое изменение положения источника света. Причем оно будет различным для лучей, которые падают на границу раздела двух сред под разными углами. Именно поэтому нам только кажется, что ложка сломана — такой ее делают преломляющиеся лучи света.

В разных устройствах применяют эти свойства преломления, когда пропускают лучи света через стеклянную призму и через их сочетания. Например, как это делал Исаак Ньютон в эксперименте, который мы рассмотрели ранее. Ниже — схема преломления лучей через разные виды призм.

Полное внутреннее отражение

Последнее, что мы обсудим сегодня, касается процесса полного внутреннего отражения. Давайте разберемся, как он связан с преломлением.

Полное внутреннее отражение – это явление, при котором свет, падающий на границу двух сред из среды с большим показателем преломления под углом, превышающим предельный угол α пр, не преломляется, а полностью отражается, так что энергия падающего света отражается в первую среду.

Интересно, что явление полного внутреннего отражения используется в волоконной оптике — для передачи световых сигналов на большие расстояния.

В свою очередь, волоконную оптику используют во многих отраслях науки и искусства: в медицине, телекоммуникациях, датчиках различного спектра и освещении.

Примеры задач

Теперь попробуем решить задачку и заодно повторим все, о чем сегодня поговорили.

Задание № 1

Известно, что показатель преломления воздуха и некоторой среды равен 3. Если угол между лучом и границей двух сред 30°, то каким будет угол преломления?

Решение

1. Воспользуемся формулой, описанной во втором законе преломления:

2. Проанализировав текст задачи, мы видим, что нам дано значение угла между лучом и границей, а не угол падения. Найдем угол падения:

   ∠α = 90 – 30 = 60.

3. Выразим из формулы:

   sin(y) = sinα / n₂₁.

4. Подставим значения и рассчитаем угол преломления:

Ответ: 30°.

Если вы хотите детально разобраться в законах отражения и преломления света, а также попрактиковаться в решении задач, приходите на онлайн-курсы физики в школу Skysmart! Там вы не только станете экспертом в школьных темах, но еще подготовитесь к экзаменам, а также превратитесь в настоящих ученых с нашими опытами и лабораторными работами.

Ждем вас, юные ученые, и до новых встреч!

Дарья Вишнякова

К предыдущей статье

Сила

К следующей статье

Оптическая сила линзы

Получите индивидуальный план обучения физике на бесплатном вводном уроке

На вводном уроке с методистом

1. Выявим пробелы в знаниях и дадим советы по обучению

2. Расскажем, как проходят занятия

3. Подберём курс

Абсолютный показатель преломления и его связь с относительным показателем преломления

Показатель преломления среды относительно вакуума, т. е. для случая перехода световых лучей из вакуума в среду, называется абсолютным и определяется формулой (27.10): n=c/v.

При расчетах абсолютные показатели преломления берут из таблиц, поскольку их величина определена достаточно точно с помощью опытов. Так как с больше v, то абсолютный показатель преломления всегда больше единицы.

Если световое излучение переходит из вакуума в среду, то формулу второго закона преломления записывают в виде:

sin i/sin β = n.                (29.6)

Формулой (29.6) на практике часто пользуются и при переходе лучей из воздуха в среду, так как скорость распространения света в воздухе очень мало отличается от с. Это видно из того, что абсолютный показатель преломления воздуха равен 1,0029.

Когда луч идет из среды в вакуум (в воздух), то формула второго закона преломления принимает, вид:

sin i/sin β = 1 /n.           (29.7)

В этом случае лучи при выходе из среды обязательно удаляются от перпендикуляра к поверхности раздела среды и вакуума.

Выясним, как можно найти относительный показатель преломления n21 по абсолютным показателям преломления. Пусть свет переходит из среды с абсолютным показателем n1 в среду с абсолютным показателем n2. Тогда n1 = c/V1 и n2 = с/v2, откуда:

n2/n1=v1/v2=n21.       (29.8)

Формулу второго закона преломления для такого случая часто записывают следующим образом:

sin i/sin β = n2/n1.       (29.9)

Вспомним, что по теории Максвелла абсолютный показатель преломления можно найти из соотношения: n = √(με). Так как у веществ, прозрачных для светового излучения, μ практически равно единице, то можно считать, что:

n = √ε.              (29.10)

Поскольку частота колебаний в световом излучении имеет порядок 10¹⁴ Гц, ни диполи, ни ионы в диэлектрике, имеющие сравнительно большую массу, не успевают изменять своего положения с такой частотой, и диэлектрические свойства вещества в этих условиях определяются только электронной поляризацией его атомов. Именно этим объясняется различие между значением ε=n² из (29,10) и ε_ст в электростатике. Так, у воды ε = n² =1,77, а ε_ст = 81; у ионного твердого диэлектрика NaCl ε=2,25, а ε_ст =5,6. Когда вещество состоит из однородных атомов или неполярных молекул, т. е. в нем нет ни ионов, ни природных диполей, то его поляризация может быть только электронной. Для подобных веществ ε из (29.10) и ε_ст совпадают. Примером такого вещества является алмаз, состоящий только из атомов углерода.

Заметим, что величина абсолютного показателя преломления, кроме рода вещества, зависит еще от частоты колебаний, или от длины волны излучения. С уменьшением длины волны, как правило, показатель преломления увеличивается.

Метки: абсолютный показатель преломления стеклавакуумволнадиэлектрикадлина волныизлучениеМаксвеллпоказатель преломленияпомощьпреломлениесветсветовое излучениетеория Максвеллафизикачастота колебаний

Определение, формула, абсолютный и относительный индекс

0

Сохранить

Скачать публикацию в формате PDF

Свет, как и любая другая физическая величина, ведет себя по-разному в разных средах. Он имеет разную скорость при движении через разные среды. Показатель преломления — это величина, которая обеспечивает связь между скоростью света в вакууме и скоростью света в различных средах.

Читайте дальше, чтобы узнать больше о его формуле, соотношении между критическим углом и показателем преломления, абсолютном и относительном показателях преломления, а также о некоторых решенных примерах

Показатель преломления

Показатель преломления среды определяется как отношение между скоростью света в среде 1 и скоростью света в среде 2, в которой он распространяется. Эта физическая величина существует, поскольку скорость света различна в разные среды.

Скорость света отличается из-за поведения среды, например оптической плотности среды. Оптическая плотность является неотъемлемым свойством любой среды. Это способность атомов в этой среде улавливать энергию, протекающую через нее. Так как свет в форме электромагнитных волн содержит энергию во время движения, то среды с высокой оптической плотностью поглощают много энергии, что приводит к уменьшению скорости света в этой среде. Таким образом, показатель преломления также является мерой оптической плотности среды.

Показатель преломления некоторых обычных вещей может помочь лучше понять эту физическую величину. Например, показатель преломления воды равен 1,333, что означает, что скорость света в вакууме в 1,333 раза выше скорости света в воде.

Показатель преломления, являющийся отношением двух одинаковых величин, является безразмерной величиной. Это чистое соотношение.

Формула

Показатель преломления можно математически выразить как

\(n = \frac{c}{v}\)

Где,

\(n \) = показатель преломления среды относительно вакуума

\(c\)= скорость света в вакууме

\(v \)= скорость света в среде

Показатель преломления также можно рассчитать по следующей формуле:

\(n = \frac{\sin{i}}{\sin{r}}\)

среды по отношению к вакууму

\(i \) = Угол падения луча света в первую среду

9{a}}\)

Где,

C = критический угол среды

\(\mu \) = показатель преломления

a и b — первая среда и вторая среда соответственно

Абсолютный показатель преломления

Определяется как отношение скорости света в вакууме к скорости света в среде. Математически это можно выразить как

\(n = \frac {\text{скорость} \\text{из} \\text{свет} \\text{в} \ \text{вакуум}}{\text{скорость }\ \text{of}\ \text{light}\ \text{in}\ \text{medium}} \)

Абсолютный показатель преломления некоторых распространенных сред приведен ниже. 72 Вакуум 1 Воздух 1.000293 Гелий 1.000036 Водород 1.000132 Углекислый газ 1.00045 Вода 1,333 Этанол 1,36 Оливковое масло 1,47 Лед 9007 2 1.31 Кварц 1.46 Оконное стекло 1.52 Алмаз 900 75 2,42

Относительный показатель преломления

Относительный показатель преломления – это величина, которая связывает скорость распространения световых волн в двух различных средах. В абсолютном RI он измеряется по отношению к вакууму. Если свет распространяется в среде «а», а затем входит в среду «b», относительный RI среды «b» по отношению к среде «а» будет математически определен как

Относительный показатель преломления \(n_{ba}\)= скорость света в среде ‘a’/скорость света в среде ‘b’

Относительный показатель преломления \(n_{ba}\) = Абсолютный показатель преломления ‘ a’/абсолютный показатель преломления ‘b’

Например, абсолютный показатель преломления (показатель преломления стекла относительно вакуума) стекла равен 1,52, а абсолютный показатель преломления (показатель преломления стекла относительно вакуума) воды равен 1,33. . Таким образом, RI стекла по отношению к воде будет равен 9{-1}{\frac{9}{4}}\)

r = 0,77

Есть много таких интересных тем по физике и их реальных применений, о которых можно узнать, просто скачайте приложение Testbook и начните просмотр, чтобы получить идеи о них, которые могут очистить все ваши представления о них.

Часто задаваемые вопросы о показателе преломления

В.1 В чем разница между показателем преломления и показателем преломления?

Ответ 1 Это свойство любой среды, которое говорит нам о соотношении между скоростью света в одной среде и скоростью света в другой среде. Принимая во внимание, что преломление — это физическое явление искривления света из-за показателя преломления среды.

Q.2 Что такое символ показателя преломления?

Ответ 2 Он представлен символом \(n \) и \(\mu \).

В.3 Что влияет на показатель преломления?

Ответ 3 На это влияет температура и длина волны света.

В.4 Зависит ли показатель преломления от длины волны?

Ответ 4 Длина волны света прямо пропорциональна показателю преломления.

Q.5 Является ли показатель преломления физическим свойством?

Ответ 5 Да, это физическая величина.

В.6 Увеличивается ли показатель преломления с увеличением частоты?

Ответ 6 Увеличение частоты приведет к уменьшению показателя преломления.

Скачать публикацию в формате PDF

Подробнее о сообщениях

Скорость звука: узнайте ее формулу, факторы, влияющие на нее, с решенными примерами
Выщелачивание: узнайте его определение, принцип, типы, преимущества и применение
Очистка: узнайте о различных методах и их применении
Ливерморий: узнайте о его свойствах, электронной конфигурации, использовании и эффектах 9 0075
График зависимости скорости от времени: объяснение для различных случаев

Показатель преломления – формула, примеры решений и часто задаваемые вопросы скорость в вакууме. Обозначается символом

мкм. При перемещении в среде, отличной от вакуума, частицы света поглощаются и переизлучаются средой, что замедляет скорость света.

Давайте подробно обсудим показатель преломления, его применение и другие подробности в этой статье.

Преломление света

Иногда оказывается или наблюдается, что когда световые лучи идут наклонно из одной среды в другую, путь или направление распространения света в другой или второй среде каким-то образом изменяется. Это определенное явление известно как преломление света. Это очень простое слово, которое описывает изменение скорости или скорости света, когда он движется или перемещается из одной среды в другую. Преломление света зависит от скорости используемой нами материальной среды и от природы другой среды, из которой исходит свет. Для этого существуют определенные законы, которым следует и это явление преломления. Наблюдаемое изменение скорости или скорости световых лучей вызывает преломление.

 

Преломление через две разные среды или среды показано выше. Луч света изменил свой путь при переходе из воздуха в стекло, и он снова изменится, когда произойдет обратное.

Законы преломления

Ниже приведены два закона преломления, за которыми следует преломление света, и то, что мы видим, является преломленным изображением объекта.

• Преломленный луч, падающий или то, что мы называем наклонно падающим лучом, и нормальный луч в точке падения будут стремиться лежать вместе в одной плоскости.
• Во-вторых, мы имеем отношение синуса угла падения и преломления как постоянное или имеющее определенное значение, которое формулируется или называется законом Снеллиуса .

sin i / sin r = константа

где
i угол падения,
r угол преломления,

90 323

Постоянное значение зависит от показателей преломления двух взятых среды. Это их отношение и безразмерно.

Что такое показатель преломления?

Показатель преломления прежде всего является безразмерной величиной. Показатель преломления или, другими словами, показатель преломления позволяет нам узнать, как быстро свет проходит через материальную среду. Показатель преломления дает представление о скорости света при движении в другой среде. Всякий раз, когда свет, стремящийся идти наклонно из одной среды в другую, меняет свое направление при переходе из другой среды, степень изменения направления световых лучей — это то, что мы называем и рассчитываем как показатель преломления. Отношение скоростей или скорости света в различных средах дает показатель преломления.

Показатель преломления бывает двух типов:

1. Абсолютный показатель преломления
2. Относительный показатель преломления

Тип показателя преломления зависит от двух сред, в которых свет путешествует. Абсолютный показатель преломления имеет одну материальную среду и один вакуум, в которых скорость света составляет 3 × 10 ⁸ м/с. Относительный показатель преломления — это относительное изменение скорости или скорости света при переходе из одной заданной среды в другую.

При переходе от более разреженной среды к более плотной световые лучи имеют тенденцию отклоняться к нормали, а если они двигаются от более плотной к более разреженной, то они отклоняются от нормали в точке падения.

Абсолютный показатель преломления

Для рассматриваемой материальной среды показатель преломления наблюдается или считается отношением скорости или скорости света в вакууме (с) к скорости света в данной материальной среде (v) на который он падает. Показатель преломления или показатель преломления для среды представляется или обозначается малым n и определяется по следующей формуле:

n _v = c / v

где
c скорость света в вакууме
v скорость света в заданной среде

9 0323

Скорость света в вакууме равна 3 × 10 ⁸ м/с. Его скорость в воздухе также почти такая же, как и в вакууме с минимальной разницей. Следовательно, при переходе из воздуха в среду скорость принимается равной всего 3 × 10 ⁸ м/с. Абсолютный показатель преломления, как следует из названия, дает нам приблизительную оценку оптической плотности данного материала.

Таблица дает представление об абсолютных показателях преломления различных сред.

Материал	Показатель преломления
Воздух	1 .0003
Вода	1.333
Алмаз	2.417
Лед	1,31
Спирт этиловый	1,36

Материал с более высоким показателем преломления оптически плотнее, чем материал с низким показателем преломления, который становится более разреженной средой. Материал, имеющий более высокую оптическую плотность, не означает, что он имеет большую массу по объемной плотности, поскольку это две разные величины. Например, керосин имеет меньшую плотность, чем вода, но он оптически более плотный, чем вода, поскольку мы можем видеть, что он имеет более высокое значение показателя преломления 1,44, чем вода 1,33.

Относительный показатель преломления

Относительный показатель преломления относится к показателю преломления одной материальной среды по отношению к другой. Приведенные скорости света в различных средах могут дать относительный показатель преломления по следующему правилу также и там, где первая среда не является вакуумом:

n ₂₁ = v ₁ / v ₂

где
n ₂₁ 9 0074 — показатель преломления скорости света в материальной среде 2 по отношению к скорости света в среде. 1

Аналогично,

n ₁₂ = v ₂ / v ₁

где
n ₁₂ – показатель преломления скорости света в материальной среде 1 относительно скорость света в среде 2

При переходе от более разреженной среды к более плотной луч света отклоняется к нормали и наоборот, а при переходе от более плотной к более разреженной — отклоняется от нормали. Как можно наблюдать и видеть, что показатель преломления льда ниже, чем показатель преломления керосина, поэтому луч света после перехода ото льда к керосину отклонился к нормали, и поэтому их соотношение может дать нам относительный показатель преломления.

Оптическая плотность

Среда с более высоким показателем преломления по сравнению с вакуумом называется оптически более плотной средой. В оптически более плотной среде скорость света меньше, чем в оптически более разреженной среде.

Расчет показателя преломления по скорости света

Показатель преломления можно легко рассчитать, если скорость света задана в двух средах. Возьмем пример, здесь символ «n» обозначает показатель преломления.

Скорость света (во 1-й среде) = v ₁

Скорость света (во 2-й среде) = v ₂

Теперь дан показатель преломления (n) 2-й среды по отношению к 1-й среде. by,

n ₂₁ = Скорость света в 1-й среде / Скорость света во 2-й среде

n ₂₁ = v ₁ /v ₂                              

Теперь показатель преломления (n) 1-й среды по отношению ко 2-й среде определяется как,

n ₁₂ = скорость света во 2-й среде / скорость света в 1-й среде

n ₁₂ = v ₂ / v ₁

Почему высокий показатель преломления важен для оптических полимеров?

Высокий показатель преломления позволяет световым лучам больше преломляться внутри материала, что помогает снизить профиль линзы. Таким образом, при увеличении показателя преломления толщина линзы уменьшается, что приводит к снижению веса оптического полимера.

Что такое градиент показателя преломления?

Градиент показателя преломления — это скорость изменения показателя преломления в зависимости от расстояния, пройденного в оптическом материале. Градиент показателя преломления выражается как величина, обратная единице расстояния.

Градиент показателя преломления — это скорость изменения показателя преломления в любой точке по отношению к расстоянию. Градиент показателя преломления — это функция векторной точки.

Как показатель преломления зависит от длины волны?

Как мы знаем, скорость света есть произведение частоты на длину волны. Частота световой волны всегда постоянна независимо от среды, в которой она проходит, но мы знаем, что скорость света изменяется по мере того, как он меняет среду, чтобы компенсировать изменение скорости изменения длины волны световой волны в зависимости от преломления. Следовательно, мы можем сказать, что показатель преломления материала зависит от длины волны.

Применение показателя преломления

Различные применения показателя преломления обсуждаются ниже в статье.

• Широко используется или применяется для идентификации конкретного вещества, подтверждения его чистоты или измерения заданной концентрации.
• Обычно он используется для измерения концентрации растворенного вещества в водном растворе. Например, в растворе сахара его показатель преломления можно использовать для определения содержания сахара.
• Его также можно использовать для определения концентрации лекарственного средства в фармацевтической или фармацевтической промышленности.
• Широко используется для расчета фокусирующей способности различных линз и рассеивающей способности призм.
• Обычно применяется для оценки теплофизических свойств многих углеводородов и смесей нефти.

Также проверьте

• Полное внутреннее отражение
• Формула производителя линз

Решенные примеры для показателя преломления

90 002 Пример 1: Чему равно значение sin угла падения, если угол преломления составляет 35°? Предполагается, что константа равна 1,34.

Решение:

Как мы знаем,

sin i / sin r = константа

Данная константа имеет значение = 1,34 и sin r = sin 35° = 0,57

90 002 Подставляя соответствующие значения углов от логарифмическую таблицу получаем

sin i / sin 35° = 1,34

sin i = 1,34 × 0,57

sin i = 0,763

Следовательно, sin угла падения или sin i = 0,763.

Пример 2: Чему равно постоянное значение, если угол падения равен 45°, а угол преломления равен 30°?

Решение:

Как мы знаем,

sin i / sin r =  константа

Дано, sin i = sin 45° и sin r = sin 30°

90 002 Ставим соответствующие значения заданных углов из логарифмической таблицы получаем

sin 45° / sin 30° = (1/√2) / (1/√3)
                                        = 1,44

Следовательно, значение константы равно 1,44.

Пример 3: Рассчитать скорость света в воде, а также во льду. Абсолютный показатель преломления льда равен 1,31, а воды — 1,53. В какой среде скорость наибольшая?

Решение:

Как известно,

n = c/v

Показатель преломления воды n = 1,53, c = 3 × 10 ⁸ м/ с

n = 3 × 10 ⁸ / v _г

v _г = 3 × 10 ⁸ / n

v _г = 3 × 10 ⁸ / 1,53

v _г = 1,96 × 10 ⁸ м/с

Следовательно, скорость света в воде v _w ​ = 1,96 × 10 ⁸ м/с.

Второй случай,

Показатель преломления льда n = 1,31, c = 3 × 10 ⁸ м/с

n = 3 × 10 ⁸ / v _г 900 03

v _i = 3 × 10 ⁸ / n

v _i = 3 × 10 ⁸ / 1,31

v _i = 1,96 × 10 ^{8 9034 4 м/с}

Следовательно, скорость или скорость света во льду v _i ​ = 2,29 × 10 ⁸ м/с.

Следовательно, скорость света во льду больше, чем в воде.

Пример 4. Рассчитайте скорость света в бензоле. Абсолютный показатель преломления бензола равен 1,50.

Решение:

Как мы знаем, мы можем рассчитать показатель преломления по следующей формуле:

n = c/v

0343 8 м /с

n = 3 × 10 ⁸ / v _b

v _b = 3 × 10 ⁸ / n

v _b = 3 × 10 ⁸ / 1,5

9 0002 v _б = 2 × 10 ⁸ м /с

Следовательно, скорость или скорость света в керосине равна v _b ​ = 2 × 10 ⁸ м/с

Пример 5. Скорость света в керосине составляет 2,08 × 10 ⁸ м/с, а в воде 1,96 × 10 ⁸ м/с. По данным значениям вычислите или найдите показатель преломления керосина по отношению к водной среде.

Решение:

Как известно,

n ₂₁ = v ₁ / v ₂

9 0002 n _кВт = v _w / v _k

v _k = 2,08 × 10 ⁸ м/с

v _w = 1,96 × 10 ⁸ м/с

n _кВт = 2,08 × 10 ⁸ м/с / 1,96 × 10 ⁸ м/с

n _кВт = 0,94

Следовательно, коэффициент преломления керосина по отношению ко второй среде воды равен 0,94.

Часто задаваемые вопросы о показателе преломления

Вопрос 1: Что такое показатель преломления?

Ответ:

Свет, переходя из одной среды в другую, соответственно изгибается. Изгиб светового луча измеряется относительным показателем преломления среды. Она также определяется как отношение скорости светового луча в вакууме к скорости света в среде. Обозначается n, n = c/v.

Вопрос 2: Что такое единица показателя преломления?

Ответ:

Показатель преломления определяется как отношение двух скоростей. Таким образом, можно сказать, что показатель преломления является безразмерной или безразмерной величиной.

Вопрос 3: Что такое показатель преломления воды?

Ответ:

Показатель преломления воды по отношению к вакууму равен 1,333.

Вопрос 4: По какой формуле рассчитывается показатель преломления среды?

Ответ:

Формула для расчета показателя преломления среды приведена ниже:

n = c / v

где
n — показатель преломления среды 9 0316 c является скорость света в вакууме
v это скорость света в среде

Вопрос 5: В стекле или в воде скорость света выше?

Ответ:

Показатель преломления воды равен 1,3, а показатель преломления стекла равен 1,5.