Преломление стекла: показатель преломления стекла равен 1.5 а воды 1.33. определить скорость преломленного света в стекле относительно...

Содержание

Показатель преломления стекла

Почему в автомобиле с тонированными стеклами ехать более комфортно, а стеклянная линза может поджечь траву — ответы на подобные вопросы можно найти, если знать законы преломления света в стекле. Современные оптические приборы тоже появились благодаря изучению оптических свойств стеклянных линз. Важнейшая их характеристика — показатель преломления стекла.

О законе преломления светового потока

Волновая природа света устроена так, что скорость прохождения волны уменьшается с увеличением плотности среды. Направление потока света также изменяется, это и есть преломление света (ПС) — важнейший физический процесс.

В вакууме нет никаких препятствий для движения световой волны, поэтому там она достигает максимальной скорости, которая принимается за эталон. В любой другой среде плотность больше, и скорость распространения светового потока меньше. Часто в расчетах за вакуум принимают воздух, так как скорость движения света в нём близка к скорости движения в вакууме, и направление мало отклоняется от первоначального.

В законе о преломлении света формулируется следующее соотношение для светового потока, проходящего через воздух в иную среду:

«скорость света во второй среде во столько раз меньше скорости в вакууме (воздухе), во сколько раз синус угла преломления меньше синуса угла падения».

Здесь под углом падения понимают направление света в воздушной среде, а под углом преломления — направление движения луча в следующей среде.

Два показателя процесса преломления

Рассмотрим это соотношение, для этого введем некоторые обозначения.

Пусть a — угол падения, b — угол преломления, тогда: Этот коэффициент (вычисляется как sin a/sin b) – константа, постоянная величина для каждого вещества (или среды).

Если свет проходит через вакуум (воздух), то коэффициент называется в физике абсолютным показателем ПС. Для большинства веществ его величина находится в диапазоне от единицы до двух, например, показатель преломления

обычного стекла 1,52;
воды 1,33.

Редко он превышает двойку, например, у алмаза 2,42. Если же световой луч (поток) проходит через две среды разной плотности, то применяется относительный показатель ПС (обозначается латинской буквой n). Этот коэффициент вычисляется как частное от деления абсолютных показателей обеих сред. Например, показатель воды к воздуху 1,33; стекла к воздуху 1,52. Значит, показатель стекла относительно воды будет: 1,52/1,33 = 1,14.

Еще пример — величина показателя для стекла относительно спирта 1,1.

От чего зависит показатель ПС

Некоторые свойства любой среды оказывают влияние на величину коэффициента преломления. Рассмотрим основные факторы, влияющие на изменение показателя ПС: плотность среды (или вещества). Чем плотней среда, тем меньше скорость продвижения в ней света, и угол преломления меньше; температура среды (тела). Повышение температуры уменьшает показатель; длина световой волны. Чем короче длина волны, тем больше показатель ПС, поэтому в спектре он у фиолетовых лучей больше, чем у красных; состав стекла. Различные добавки могут изменять показатель преломления в ту или иную сторону. Например, SiO2 его уменьшает, а такие добавки, как PbO, ВаО, СаО, ZnO, увеличивают показатель.

Методы определения показателя преломления стекла

Значения показателя преломления, указанные в таблицах, могут не учитывать все тонкости и нюансы конкретной среды, при необходимости высокоточных значений проводят измерения показателя ПС различными способами.

Есть совсем простые методы с использованием подручных материалов и инструментов. Их обычно проводят со студентами и школьниками для наглядного обучения. Например, используют транспортир, плоскопараллельную пластину, микроскоп.

Для высокоточных измерений определение показателя преломления стекла и других сред проводят с помощью современных сложных приборов. Например, с помощью рефрактометров, интерферометров, эллипсометров, разных экспериментальных установок.

Где применяется закон

Практическое значение закона преломления света огромно. Любые устройства, приборы, использующие различные линзы, базируются на законах преломления и отражения света. Даже если это линза не из стекла, а из органической ткани. Хрусталик и стекловидное тело человеческого глаза тоже работают на основе законов света. Современные оптические приборы, от простейшего бинокля и до мощных телескопов и перископов, тоже не могли бы работать без этих законов. Можно отметить и такое важнейшее направление, как волоконная оптика. Это инновационные виды связи, скоростная передача информации, медицинские приборы и инструменты, эффективные системы освещения и многое другое.

С законами света связаны многие явления в нашей обычной жизни. Знание всех нюансов процесса преломления и отражения световых лучей сделает нашу жизнь более безопасной и комфортной. Человечеству предстоит еще множество открытий в мире стекла и в исследовании его важнейшей характеристики – показателя преломления стекла.

Оцените статью:

Рейтинг: 0/5 — 0 голосов

Что собой представляет показатель преломления стекла и как его определить с помощью формулы?

Законы физики играют очень важную роль при проведении расчетов для планирования определенной стратегии производства какого-либо товара или при составлении проекта строительства сооружений различного назначения. Многие величины являются расчетными, так что перед стартом работ по планированию производятся измерения и вычисления. Например, показатель преломления стекла равен отношению синуса угла падения к синусу угла преломления.

Так что вначале идет процесс измерения углов, затем вычисляют их синус, а уже только потом можно получить искомое значение. Несмотря на наличие табличных данных, стоит каждый раз проводить дополнительные расчеты, так как в справочниках зачастую используются идеальные условия, которых добиться в реальной жизни практически невозможно. Поэтому на деле показатель обязательно будет отличаться от табличного, а в некоторых ситуациях это имеет принципиальное значение.

Абсолютный показатель

Опять-таки, если важен точный показатель, то без дополнительных измерений не обойтись. Но и они не дают стопроцентно достоверного результата, так как на итоговое значение будет влиять положение солнца на небосводе и облачность в день измерений. К счастью, в 99,99% случае достаточно просто знать, что показатель преломления такого материала, как стекло больше единицы и меньше двойки, а все остальные десятые и сотые доли не играют роли.

На форумах, которые занимаются помощью в решении задач по физике, часто мелькает вопрос, каков показатель преломления стекла и алмаза? Многие думают, что раз эти два вещества похожи внешне, то и свойства у них должны быть примерно одинаковыми. Но это заблуждение.

Максимальное преломление у стекла будет находиться на уровне около 1,7, в то время как у алмаза этот показатель достигает отметки 2,42. Данный драгоценный камень является одним из немногих материалов на Земле, чей уровень преломления превышает отметку 2. Это связано с его кристаллическим строением и большим уровнем разброса световых лучей. Огранка играет в изменениях табличного значения минимальную роль.

Относительный показатель

— показатель преломления стекла относительно воды составляет примерно 1,18;

— показатель преломления этго же материала относительно воздуха равен значению 1,5;
— показатель преломления относительно спирта — 1,1.

Измерения показателя и вычисления относительного значения проводятся по известному алгоритму. Чтобы найти относительный параметр, нужно разделить одно табличное значение на другое. Или же произвести опытные расчеты для двух сред, а потом уже делить полученные данные. Такие операции часто проводятся на лабораторных занятиях по физике.

Определение показателя преломления

Вообще данный коэффициент показывает, во сколько раз замедляется скорость распространения световых лучей при прохождении через определенное препятствие. Поэтому он характерен только для прозрачных материалов. За эталонное значение, то бишь за единицу, взят показатель преломления газов. Это было сделано для того, чтобы можно было отталкиваться от какого-нибудь значения при расчетах.

Если солнечный луч падает на поверхность стекла с показателем преломления, который равен табличному значению, то изменить его можно несколькими способами:

1. Поклеить сверху пленку, у которой коэффициент преломления будет выше, чем у стекла. Этот принцип используется в тонировке окон автомобиля, чтобы улучшить комфорт пассажиров и позволить водителю более четко наблюдать за дорожной обстановкой. Также пленка будет сдерживать и ультрафиолетовое излучение.
2. Покрасить стекло краской. Так поступают производители дешевых солнцезащитных очков, но стоит учесть, что это может быть вредно для зрения. В хороших моделях стекла сразу производятся цветными по специальной технологии.
3. Погрузить стекло в какую-либо жидкость. Это полезно исключительно для опытов.

Если луч света переходит из стекла, то показатель преломления на следующем материале рассчитывается при помощи использования относительного коэффициента, который можно получить, сопоставив между собой табличные значения. Эти вычисления очень важны при проектировке оптических систем, которые несут практическую или экспериментальную нагрузку. Ошибки здесь недопустимы, потому что они приведут к неправильной работе всего прибора, и тогда любые полученные с его помощью данные будут бесполезны.

Чтобы определить скорость света в стекле с показателем преломления, нужно абсолютное значение скорости в вакууме разделить на величину преломления. Вакуум используется в качестве эталонной среды, потому что там не действует преломление из-за отсутствия каких-либо веществ, которые могли бы мешать беспрепятственному движению световых лучей по заданной траектории.

В любых расчетных показателях скорость будет меньше, чем в эталонной среде, так как коэффициент преломления всегда больше единицы.

Закон преломления света — формулы, примеры, как найти?

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.

Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова

Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков

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:

При переходе света из менее плотной оптической среды в более плотную, скорость уменьшается, и угол преломления меньше угла падения.
При переходе света из более плотной оптической среды в менее плотную, скорость увеличивается, и угол преломления больше угла падения.
При переходе света из одной среды в другую с такой же оптической плотностью, скорость распространения не изменяется, и угол падения равен углу преломления.

Учёба без слёз (бесплатный гайд для родителей)

Пошаговый гайд от Екатерины Мурашовой о том, как перестать делать уроки за ребёнка и выстроить здоровые отношения с учёбой.

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.

Преломление света. Полное внутреннее отражение 11 класс онлайн-подготовка на Ростелеком Лицей

Преломление

На предыдущих уроках мы говорили о судьбе луча в двух случаях: что будет, если луч света распространяется в прозрачно однородной среде? Правильный ответ – он будет распространяться прямолинейно. А что будет, когда луч света падает на границу раздела двух сред? На прошлом уроке мы говорили об отраженном луче, сегодня мы рассмотрим ту часть светового пучка, которая поглощается средой.

Какова же будет судьба луча, который проник из первой оптически прозрачной среды, во вторую оптически прозрачную среду?

Рис. 1. Преломление света

Если луч падает на границу раздела двух прозрачных сред, то часть световой энергии возвращается в первую среду, создавая отраженный пучок, а другая часть проходит внутрь во вторую среду и при этом, как правило, изменяет свое направление.

Изменение направления распространения света в случае его прохождения через границу раздела двух сред называют преломлением света (рис. 1).

Рис. 2. Углы падения, преломления и отражения

На рисунке 2 мы видим падающий луч, угол падания обозначим α. Луч, который будет задавать направление преломленного пучка света, будем называть преломленным лучом. Угол между перпендикуляром к границе раздела сред, восстановленным из точки падения, и преломленным лучом называют углом преломления, на рисунке это угол γ. Для полноты картины дадим еще изображение отображенного луча и, соответственно, угла отражения β. Какова же связь между углом падения и углом преломления, можно ли предсказать, зная угол падения и то, с какой среды в какую перешел луч, каким будет угол преломления? Оказывается можно!

Закон преломления света

Получим закон, количественно описывающий зависимость между углом падения и углом преломления. Воспользуемся принципом Гюйгенса, который регламентирует распространение волны в среде. Закон состоит из двух частей.

Падающий луч, преломленный луч и перпендикуляр, восстановленный в точку падения, лежат в одной плоскости.

Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух данных сред и равна отношению скоростей света в этих средах.

Этот закон называют законом Снеллиуса, в честь голландского ученого, впервые его сформулировавшего. Причина преломления – в разнице скоростей света в разных средах. Убедиться в справедливости закона преломления можно, экспериментально направляя луч света под разными углами на границу раздела двух сред и измеряя углы падения и преломления. Если менять эти углы, измерять синусы и находить отношения синусов этих углов, мы убедимся в том, что закон преломления действительно справедлив.

Доказательства закона преломления при помощи принципа Гюйгенса – еще одно подтверждение волновой природы света.

Вывод из закона преломления света

Получим доказательство закона преломления света при помощи принципа Гюйгенса. Важно понимать, что причина преломления – это разность скоростей света в двух различных средах. Обозначим скорость света в первой среде V₁, а во второй среде – V₂(рис. 3).

Рис. 3. Доказательство закона преломления света

Пусть на плоскую границу раздела двух сред, например из воздуха в воду, падает плоская световая волна. Волновая поверхность АС перпендикулярна лучам и , поверхности раздела сред МN сначала достигает луч , а луч достигнет этой же поверхности спустя промежуток времени ∆t, который будет равен пути СВ, деленному на скорость света в первой среде .

∆t =

Поэтому в момент времени, когда вторичная волна в точке В только начнет возбуждаться, волна от точки А уже имеет вид полусферы радиусом АD, который равен скорости света во второй среде на ∆t: АD = ·∆t, то есть принцип Гюйгенса в наглядном действии. Волновую поверхность преломленной волны можно получить, проведя поверхность, касательную ко всем вторичным волнам во второй среде, центры которых лежат на границе раздела сред, в данном случае это плоскость ВD, она является огибающей вторичных волн. Угол падения α луча равен углу САВ в треугольнике АВС, стороны одного из этих углов перпендикулярны сторонам другого. Следовательно, СВ будет равно скорости света в первой среде на ∆t

СВ = ·∆t = АВ·sin α

В свою очередь, угол преломления будет равен углу АВD в треугольнике АВD, поэтому:

АD = ·∆t = АВ·sin γ

Разделив почленно выражения друг на друга, получим:

₌ =

n – постоянная величина, которая не зависит от угла падения.

Мы получили закон преломления света, синус угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред и равная отношению скоростей света в двух данных средах.

Показатель преломления

Относительный показатель преломления n₂₁ показывает, во сколько раз скорость света V₁ в первой среде отличается от скорости света V₂ во второй среде.

n_{21 =}

Относительный показатель преломления – это наглядная демонстрация того факта, что причина изменения направления света при переходе из одной среды в другую – это разная скорость света в двух средах. Часто для характеристики оптических свойств среды пользуются понятием «оптическая плотность среды» (рис. 4).

Рис. 4. Оптическая плотность среды (α > γ)

Если луч переходит из среды с большей скоростью света в среду с меньшей скоростью света, то, как видно из рисунка 3 и закона преломления света, он будет прижиматься к перпендикуляру, то есть угол преломления меньше, чем угол падения. В этом случае говорят, что луч перешел из менее плотной оптической среды в более оптически плотную среду. Пример: из воздуха в воду; из воды в стекло.

Возможна и обратная ситуация: скорость света в первой среде меньше скорости света во второй среде (рис. 5).

Рис. 5. Оптическая плотность среды (α < γ)

Тогда угол преломления будет больше угла падения, а про такой переход скажут, что он совершен из оптически более плотной в менее оптически плотную среду (из стекла в воду).

Оптическая плотность двух сред может отличаться достаточно существенно, таким образом, становится возможна ситуация, приведенная на фотографии (рис. 6):

Рис. 6. Отличие оптической плотности сред

Обратите внимание, насколько смещена голова относительно туловища, находящегося в жидкости, в среде с большей оптической плотностью.

Однако относительный показатель преломления – не всегда удобная для работы характеристика, потому что он зависит от скоростей света в первой и во второй средах, а вот таких сочетаний и комбинаций двух сред может быть очень много (вода – воздух, стекло – алмаз, глицерин – спирт, стекло – вода и так далее). Таблицы были бы очень громоздкими, работать было бы неудобно, и тогда ввели одну абсолютную среду, по сравнению с которой сравнивают скорость света в других средах. В качестве абсолюта был выбран вакуум и скорости света сравниваются со скоростью света в вакууме.

Абсолютный показатель преломления среды n – это величина, которая характеризует оптическую плотность среды и равна отношению скорости света С в вакууме к скорости света в данной среде.

Абсолютный показатель преломления удобнее для работы, ведь мы скорость света в вакууме знаем всегда, она равна 3·10⁸м/с и является универсальной физической постоянной.

Абсолютный показатель преломления зависит от внешних параметров: температуры, плотности, а также от длины волны света, поэтому в таблицах обычно указывают средний показатель преломления для данного диапазона длин волн. Если сравнить показатели преломления воздуха, воды и стекла (рис. 7), то видим, что у воздуха показатель преломления близок к единице, поэтому мы и будем его брать при решении задач за единицу.

Рис. 7. Таблица абсолютных показателей преломления для разных сред

Несложно получить связь абсолютного и относительного показателя преломления сред.

Относительный показатель преломления _,то есть для луча, переходящего из среды один в среду два, равен отношению абсолютного показателя преломления во второй среде к абсолютному показателю преломления в первой среде.

Например: = ≈ 1,16

Если абсолютные показатели преломления двух сред практически одинаковы, это значит, что относительный показатель преломления при переходе из одной среды в другую будет равен единице, то есть луч света фактически не будет преломляться. Например, при переходе из анисового масла в драгоценный камень берилл свет практически не отклонится, то есть будет вести себя так, как при прохождении анисового масла, так как показатель преломления у них 1,56 и 1,57 соответственно, таким образом, драгоценный камень можно как бы спрятать в жидкости, его просто не будет видно.

Разбор задачи ЕГЭ

Кубический сосуд с непрозрачными стенками расположен так, что глаз наблюдателя не видит его дна, но полностью видит стенку сосуда СD. Какое количество воды нужно налить в сосуд, чтобы наблюдатель смог увидеть предмет F, находящийся на расстоянии b = 10 см от угла D? Ребро сосуда α = 40 см (рис. 8).

Что очень важно при решении этой задачи? Догадаться, что так как глаз не видит дна сосуда, но видит крайнюю точку боковой стенки, а сосуд представляет из себя куб, то угол падения луча на поверхность воды, когда мы ее нальем, будет равен 45⁰.

Рис. 8. Задача ЕГЭ

Луч падает в точку F, это значит, что мы видим четко предмет, а черным пунктиром изображен ход луча, если бы не было воды, то есть до точки D. Из треугольника NFК тангенс угла β, тангенс угла преломления, – это отношение противолежащего катета к прилежащему или, исходя из рисунка, h минус b, деленное на h.

tg β = = , h – это высота жидкости, которую мы налили;

b – расстояние от точки D до предмета, заданное в условии.

Выражаем из полученной зависимости высоту h: h = =

Воспользуемся законом преломления, согласно которому n = , отсюда = .

После преобразований получим: .

В итоге мы получаем, что необходимо налить воду высотой приблизительно 27 см, в этом случае мы будем видеть предмет F, находящийся на расстоянии 10 см от стенки.

Полное внутреннее отражение

Если налить воду в прозрачный стакан и посмотреть через стенку стакана на свет, то мы увидим серебристый блеск поверхности вследствие явления полного внутреннего отражения, о котором сейчас пойдет речь. При переходе луча света из более плотной оптической среды в менее плотную оптическую среду может наблюдаться интересный эффект. Для определенности будем считать, что свет идет из воды в воздух. Предположим, что в глубине водоема находится точечный источник света S, испускающий лучи во все стороны. Например, водолаз светит фонариком.

Луч SО₁ падает на поверхность воды под наименьшим углом, этот луч частично преломляется – луч О₁А₁ и частично отражается назад в воду – луч О₁В₁. Таким образом, часть энергии падающего луча передается преломленному лучу, а оставшаяся часть энергии – отраженному лучу.

Рис. 9. Полное внутреннее отражение

Луч SО₂, чей угол падения больше, также разделяется на два луча: преломленный и отраженный, но энергия исходного луча распределяется между ними уже по-другому: преломленный луч О₂А₂ будет тусклее, чем луч О₁А₁, то есть получит меньшую долю энергии, а отраженный луч О₂В₂, соответственно, будет ярче, чем луч О₁В₁, то есть получит большую долю энергии. По мере увеличения угла падения прослеживается все та же закономерность – все большая доля энергии падающего луча достается отраженному лучу и все меньшая – преломленному лучу. Преломленный луч становится все тусклее и в какой-то момент исчезает совсем, это исчезновение происходит при достижении угла падения, которому отвечает угол преломления 90⁰. В данной ситуации преломленный луч ОА должен был бы пойти параллельно поверхности воды, но идти уже нечему – вся энергия падающего луча SО целиком досталась отраженному лучу ОВ. Естественно, что при дальнейшем увеличении угла падения преломленный луч будет отсутствовать. Описанное явление и есть полное внутреннее отражение, то есть более плотная оптическая среда при рассмотренных углах не выпускает из себя лучи, все они отражаются внутрь нее. Угол, при котором наступает это явление, называется предельным углом полного внутреннего отражения.

Величину предельного угла легко найти из закона преломления:

= => = arcsin, для воды ≈ 49⁰

Самым интересным и востребованным применением явления полного внутреннего отражения являются так называемые волноводы, или волоконная оптика. Это как раз тот способ подачи сигналов, который используется современными телекоммуникационными компаниями в сетях Интернет.

Волоконная оптика

Наиболее интенсивное явление полного внутреннего отражения используется в волоконных оптических системах.

Рис. 10. Волоконная оптика

Если в торец сплошной стеклянной трубки направить пучок света, то после многократного полного внутреннего отражения пучок выйдет с противоположной стороны трубки. Получается, что стеклянная трубка – проводник световой волны или волновод. Это произойдет независимо от того, прямая это трубка или изогнутая (Рис. 10). Первые световоды, это второе название волноводов, использовались для подсвечивания труднодоступных мест (при проведении медицинских исследований, когда свет подается на один конец световода, а второй конец освещает нужное место). Основное применение – это медицина, дефектоскопия моторов, однако наибольшее применение такие волноводы получили в системах передачи информации. Несущая частота при передаче сигнала световой волной в миллион раз превышает частоту радиосигнала, это значит, что количество информации, которое мы можем передать при помощи световой волны, в миллионы раз больше количества информации, передающейся радиоволнами. Это прекрасная возможность передачи огромной информации простым и недорогим способом. Как правило, информация по волоконному кабелю передается при помощи лазерного излучения. Волоконная оптика незаменима для быстрой и качественной передачи компьютерного сигнала, содержащего большой объем передаваемой информации. А в основе всего этого лежит такое простое и обычное явление, как преломление света.

Итоги

Мы получили закон преломления света, ввели новое понятие – относительный и абсолютный показатели преломления, а также разобрались с явлением полного внутреннего отражения и его применением, таким как волоконная оптика. Закрепить знания можно, разобрав соответствующие тесты и тренажеры в разделе урока.

Список литературы

Тихомирова С. А., Яворский Б. М. Физика (базовый уровень) – М.: Мнемозина, 2012.
Генденштейн Л. Э., Дик Ю. И. Физика 10 класс. – М.: Мнемозина, 2014.
Кикоин И. К., Кикоин А. К. Физика – 9, Москва, Просвещение, 1990.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

Интернет-портал «edu.glavsprav.ru» (Источник)
Интернет-портал «nvtc.ee» (Источник)
Интернет-портал «raal100.narod.ru» (Источник)
Интернет-портал «optika.ucoz.ru» (Источник)

Домашнее задание

Дать определение преломления света.
Назовите причину преломления света.
Назовите самые востребованные применения полного внутреннего отражения.

Оптические свойства стекол | Стеклодувные работы

Оптические свойства стекол связаны с характерными особенностями взаимодействия световых лучей со стеклом. Именно оптические свойства определяют красоту и своеобразие декоративной обработки стеклоизделий.

Преломление и дисперсия характеризуют закономерности распространения света в веществе в зависимости от его строения. Преломление света — это изменение направления распространения света при его переходе из одной среды в другую, отличающуюся от первой значением скорости распространения.

На рис. 6 представлен путь луча при прохождении его через плоскопараллельную стеклянную пластину. Падающий луч образует углы с нормалью к поверхности раздела сред в точке падения. Если луч идет из воздуха в стекло, то i — угол падения, r — угол преломления (на рисунке i>r, потому что в воздухе скорость распространения световых волн больше, чем в стекле, в данном случае воздух является средой оптически менее плотной, чем стекло).

Преломление света характеризуется относительным показателем преломления — отношением скорости света в среде, из которой свет падает на границу раздела, к скорости света во второй среде. Показатель преломления определяется из соотношения n=sin i/sin r . Относительный показатель преломления не имеет размерности, и для прозрачных сред воздух — стекло всегда больше единицы. Например, относительные показатели преломления (по отношению к воздуху): воды— 1,33, хрустального стекла — 1,6, алмаза — 2,47.

Рис. 6. Схема прохождения луча через плоскопараллельную стеклянную пластину

Рис. 7. Призматический (дисперсионный) спектр а — разложение луча света призмой; б- диапазоны цветов видимей части

Дисперсия света — это зависимость показателя преломления от частоты света (длины волны). Для нормальной дисперсии характерно возрастание показателя преломления с увеличением частоты или с уменьшением длины волны.

Вследствие дисперсии пучок света, проходящий сквозь призму из стекла, образует на экране, установленном за призмой, радужную полосу — призматический (дисперсионный) спектр (рис. 7,а). В спектре цвета расположены в определенной последовательности, начиная от фиолетового и кончая красным (рис. 7,6).

Причиной разложения света (дисперсии) является зависимость показателя преломления от частоты света (длины волны): чем выше частота света (короче длина волны), тем выше показатель преломления. В призматическом спектре наибольшей частотой и наименьшей длиной волны обладают фиолетовые лучи, а наименьшей частотой и наибольшей длиной волны — красные лучи, следовательно, фиолетовые лучи преломляются больше, чем красные.

Показатель преломления и дисперсия зависят от состава стекла, а показатель преломления — и от плотности. Чем выше плотность, тем выше показатель преломления. Оксиды CaO, Sb₂O₃, PbO, BaO, ZnO и щелочные повышают показатель преломления, добавка SiO₂ — снижает. Дисперсия возрастает при введении Sb₂O₃ и PbO. СаО и ВаО сильнее влияют на показатель преломления, чем на Дисперсию. Для производства высокохудожественных изделий, сортовой посуды, подвергающихся шлифованию, используют в основном стекла, содержащие до 30 % PbO, так как PbO значительно увеличивает показатель преломления и дисперсию.

Отражение света — явление, наблюдаемое при падении света на поверхность раздела двух оптически разнородных сред и состоящее в образовании отраженной волны, распространяющейся от поверхности раздела в ту же среду, из которой приходит падающая волна. Отражение характеризуется коэффициентом отражения, который равен отношению отраженного светового потока к падающему.

От поверхности стекла отражается около 4 % света. Эффект отражения усиливается при наличии многочисленных полированных поверхностей (алмазная резьба, гранение).

Если неровности поверхности раздела малы по сравнению с длиной волны падающего света, то происходит зеркальное отражение, если неровности больше длины волны — диффузное отражение, при котором свет рассеивается поверхностью по всевозможным направлениям. Отражение называется селективным, если коэффициент отражения неодинаков для света с различной длиной волны. Селективным отражением объясняется окраска непрозрачных тел.

Рассеяние света — явление, наблюдаемое при распространении световых волн в среде с беспорядочно распределенными неоднородностями и состоящее в образовании вторичных волн, которые распространяются по всевозможным направлениям.

В обычном прозрачном стекле рассеяния света практически не происходит. Если поверхность стекла неровная (матовое стекло) или в толще стекла равномерно распределены неоднородности (кристаллы, включения), то световые волны не могут пройти через стекло без рассеяния и поэтому такое стекло непрозрачно.

Пропускание и поглощение света объясняется следующим. При прохождении пучка света интенсивностью I₀ через прозрачную среду (вещество) интенсивность первоначального потока ослабляется и выходящий из среды пучок света будет иметь интенсивность I< I₀. Ослабление светового потока связано частично с явлениями отражения и рассеяния света, что главным образом происходит за счет поглощения световой энергии, обусловленного взаимодействием света с частицами среды.

Поглощение снижает общую светопрозрачность стекла, которая для бесцветного натрий-кальций-силикатного стекла составляет примерно 93%. Поглощение света различно для различных длин волн, поэтому окрашенные стекла имеют разный цвет. Цвет стекла (табл. 2), который воспринимается глазом, обусловлен цветом той части падающего пучка света, которая прошла через стекло непоглощенной.

Показатели пропускания (поглощения) в видимой области спектра важны для оценки цвета сортовых, сигнальных и других окрашенных стекол, в инфракрасной области — для технологических процессов варки стекла и формования изделий (теплопрозрачность стекол), в ультрафиолетовой — для эксплуатационных свойств стекол (изделия из увиолевого стекла должны пропускать ультрафиолетовые лучи, а тарные — задерживать).

Таблица 2. **Цвет стекла в зависимости от поглощаемой части спектра**
Поглощаемая часть спектра		Цвет стекла
Длина волны, нм	Цвет	Цвет стекла
400…450 450…480 480…490 490…500 500. ..560 560…575 575…590 590…625 625…750	Фиолетовый Синий Зелено-синий Сине-зеленый Зеленый Желто-зеленый Желтый Оранжевый Красный	Желто-зеленый Желтый Оранжевый Красный Пурпурный Фиолетовый Синий Зелено-синий Голубой

Двойное лучепреломление — раздвоение луча света при прохождении через оптически анизотропную среду, т. е. среду с различными свойствами по разным направлениям (например, большинство кристаллов). Это явление происходит потому, что показатель преломления зависит от направления электрического вектора световой волны. Луч света, входящий в кристалл, разлагается на два луча — обыкновенный и необыкновенный. Скорости распространения этих лучей различны. Двойное лучепреломление измеряется разностью хода лучей, нм/см.

При неравномерном охлаждении или нагревании стекла в нем возникают внутренние напряжения, вызывающие двойное лучепреломление, т. е. стекло уподобляется двупреломляющему кристаллу, например кварца, слюды, гипса. Это явление используется для контроля качества термической обработки стекла, главным образом отжига и закалки.

свойства твердого стекла. Ч. 2 – статьи ТМ «ТИТАН»

Оптические свойства: преломление

Особенности взаимодействия световых лучей со стеклом определяют оптические свойства стекол. Одним из краеугольных свойств является преломление — изменение направления распространения света при его переходе из одной среды в другую, отличающуюся от первой величиной скорости распространения. Световой луч при переходе из среды А в среду В с другой плотностью меняет свое направление на границе этих сред, поскольку скорость распространения света в средах А и В обратна их плотности. Схема преломления световых лучей на границе двух сред:

Отношением скорости света в среде, из которой падает свет на разделяющую границу к скорости света во второй среде называется относительным показателем преломления и является основной характеристикой преломления. Относительный показатель преломления пропорционален плотности среды: величина показателя преломления тем выше, чем больше значение плотности. Поскольку плотность стекла больше, чем удельный вес входящих в него оксидов, то самый высокий показатель преломления имеют стекла, содержащие оксиды тяжелых элементов, а самый низкий – содержащие оксиды легких элементов. Оксиды CaO, BaO, PbO и некоторые другие увеличивают показатель преломления, SiO – уменьшает.

Относительный показатель преломления всегда больше единицы для прозрачных сред «воздух-стекло», поскольку не имеет размерности.

Оптические свойства: дисперсия

Зависимость показателя преломления от длины волны или частоты света называется дисперсией. В процессе дисперсии показатель преломления увеличивается с возрастанием частоты или с уменьшением длины волны. Поток белого света проходит через стеклянную призму и расщепляется на разноцветные лучи. Из-за преломления лучей с разной длиной волны на экране, установленном за призмой, образуется радужная полоса – дисперсионный спектр:

В спектре цвета расположены в определенной последовательности, начиная с фиолетового и заканчивая красным:

Наименьшей частотой и наибольшей длиной волны обладают лучи красной части дисперсионного спектра, а наибольшей частотой и наименьшей длиной волны – фиолетовые лучи. Таким образом, преломление фиолетовых лучей больше, чем красных. Состав стекла влияет на дисперсию: возрастание содержания в стекле оксидов тяжелых металлов, например, свинца (PbO), увеличивает дисперсию.

Оптические свойства: отражение

Отражение — физический процесс взаимодействия волн или частиц с поверхностью, изменение направления волнового фронта на границе двух сред с разными свойствами, в котором волновой фронт возвращается в среду, из которой он пришёл. Одновременно с отражением волн на границе раздела сред, как правило, происходит преломление волн (за исключением случаев полного внутреннего отражения). Это явление характеризуется коэффициентом отражения, который равен отношению отраженного светового потока к падающему. Поверхность стекла отражает около 4% света.

Согласно закону отражения падающий и отраженный лучи лежат в одной плоскости с нормалью к отражающей поверхности в точке падения, и эта нормаль делит угол между лучами на две равные части:

Чем выше показатель преломления, тем больше коэффициент отражения. Стекла, которые содержат оксиды тяжелых элементов и имеют высокий показатель преломления, обладают и повышенным коэффициентом отражения. Наличие множества полированных поверхностей усиливает отражение, что успешно применяется в производстве хрустального стекла с алмазной гранью.

Существует несколько видов отражения:

Оптические свойства: рассеяние

Если световой пучок падает на неровную поверхность (А) или мелкие частицы (Б), то направление лучей меняется случайным образом и происходит рассеяние света.

То есть на рассеяние света прямо влияет состояние поверхности стекла и его однородность. Так, в прозрачном стекле почти не происходит рассеяния света. Неровная (матовая) поверхность стекла или равномерно распределенные в его массе инородные включения способствуют рассеянному прохождению сквозь него световых волн. Полупрозрачное матовое стекло распределяет свет более равномерно. Из подобных видов стекла изготавливают такие светорассеивающие элементы, как плафоны и абажуры для светильников, перегородки, двери и так далее.

Оптические свойства: пропускание и поглощение света

При прохождении пучка света определенной интенсивностью через прозрачную интенсивность первоначального потока ослабевает и выходящий из среды пучок света будет иметь меньшую интенсивность. Это снижение светового потока происходит из-за поглощения световой энергии вследствие взаимодействия света с частицами среды. Поглощение уменьшает общую светопрозрачность стекла, составляющую для прозрачного натрий-кальций-силикатного стекла около 93%.

Поглощение света неодинаково для волн различной длины, поэтому тонированные стекла имеют разный цвет. Воспринимаемый глазом цвет базируется на цвете той части падающего пучка света, которая прошла через стекло непоглощенной:

Различные виды стекла обладают различными показателями пропускания-поглощения лучей видимой части спектра, и это определяет их применение: например, свойства стекол в инфракрасной области важны для технологических процессов варки стекла и формования изделий. Показатели в ультрафиолетовой области характеризуют эксплуатационные свойства стекла: одни виды (например, увиолевое стекло) должны пропускать ультрафиолетовые лучи, другие (например, тарное стекло) – задерживать.

Для получения более подробной информации о свойствах современного стекла смотрите наше видео https://youtu.be/9z7wdvVrHzA

Теперь вы видите его … Проверка преобразования света

Share на Facebook
Поделитесь в Twitter
Share на Reddit
.
Версия для печати

Ключевые концепции
Свет
Преломление
Отражение
Показатель преломления

Введение
Если налить воду в прозрачный стакан, какого она цвета? Ясно, да? Но что произойдет, если вы попытаетесь посмотреть сквозь него, чтобы увидеть мир по ту сторону стекла? Он выглядит немного искаженным, может быть, немного более нечетким и неравномерным. Если вода прозрачная, почему мы не можем ясно видеть сквозь нее? Ответ связан с тем, как свет проходит через воду, стекло и другие прозрачные материалы. Подобно тому, как вы пытаетесь бежать в бассейне, когда свет пытается двигаться через воду или стекло, он замедляется. Когда свет замедляется, он либо отражается от материала, либо преломляется при прохождении. Мы можем видеть эти изменения в свете, что указывает нам на то, что что-то есть. В этом упражнении вы будете играть со светом, чтобы обычные объекты появлялись и исчезали!

Фон
Когда свет, проходящий через воздух, попадает на воду, часть света отражается от воды. Остальной свет проходит через воду, но изгибается (или преломляется) при входе в воду. То же самое происходит, когда свет попадает на стекло или любой другой прозрачный материал. Некоторая часть света отражается от объекта, тогда как остальная часть проходит сквозь него и преломляется.

Все материалы имеют так называемый показатель преломления, который связан с тем, насколько быстро свет может проходить через материал. Когда свет проходит через воздух и попадает в другой прозрачный материал (например, стекло), его скорость меняется, и свет отражается и преломляется стеклом. Это приводит к тому, что мы видим стекло, потому что оно отражает и преломляет свет не так, как окружающий его воздух. Изменение света позволяет нам отличить один объект от другого. Однако если прозрачный объект окружен другим материалом с таким же показателем преломления, свет не изменит скорость при попадании в объект. В результате вы не сможете увидеть объект.

В этом упражнении вы увидите, как показатель преломления различных материалов помогает нам видеть (или не видеть!) объекты, когда свет проходит через них!

Материалы

Две прозрачные стеклянные банки, высокие миски или стаканы объемом не менее восьми унций (Совет: стекло Pyrex особенно хорошо подходит для этого занятия.)
Растительное масло, приблизительно 14 унций или достаточно, чтобы заполнить один из стаканов наполовину (Совет: избегайте использования «легкого» растительного масла для этого занятия.)
Стеклянная пипетка (пластиковая пипетка или прозрачная пластиковая соломинка для питья также подойдут. Если вы используете соломинку для питья вместо пипетки, каждый раз, когда вы погружаете соломинку, держите палец сверху, чтобы жидкость не попала в соломинку. Инструкции будут сказать вам, когда отпустить палец.)
Другие прозрачные стеклянные предметы, такие как шарики, бусы, увеличительное стекло или стеклянные мешалки (по желанию)

Подготовка

Заполните половину одной банки растительным маслом.
Заполните половину другого кувшина водой.
Перед началом занятия убедитесь, что ваша пипетка чистая.
Подготовьте плоскую рабочую поверхность, которую можно будет очистить, если на нее прольется вода или масло.

Процедура

Возьмите пипетку (или соломинку) и, не сжимая ее, погрузите ее в банку с водой. (На этом этапе не всасывайте воду пипеткой или соломинкой.) Что вы заметили в пипетке? Вы все еще видите это? Насколько ясно?
Удерживая пипетку в воде, сожмите верхнюю часть, чтобы всосать воду. Если вы используете соломинку, отпустите палец сверху, чтобы погруженная соломинка наполнилась водой. Изменилось ли что-нибудь в пипетке после того, как ее наполнили водой? Становится ли легче или труднее видеть пипетку, когда она наполнена водой?
Достаньте пипетку из воды и выжмите всю лишнюю жидкость.
Опустите пипетку в масло, не сжимая ее. На этом первом шаге убедитесь, что масло не всасывается. Что вы заметили в пипетке? Вы все еще в состоянии видеть это? Было ли легче увидеть пипетку, когда она находилась в воде?
Сожмите пипетку, чтобы она наполнилась маслом. (Если вы используете соломинку, уберите палец с верхушки, чтобы погруженная в нее соломинка наполнилась маслом.) Что случилось? Вы все еще видите пипетку? Легче или труднее увидеть его сейчас, чем когда он был пуст?
Вытащите пипеткой масло из банки и отожмите излишки масла.
Медленно и осторожно перелейте масло из банки в банку с водой. Если вы сделаете это очень осторожно, масло сядет прямо на поверхность воды! (Это нормально, если они смешаются, они разделятся, как только вы перестанете лить.)
Дайте маслу и воде осесть и отделиться (около одной-двух минут). Что вы заметили в масле? В нем есть пузырьки? Если есть пузырьки, внимательно следите за ними и смотрите, поднимаются они или опускаются. Если они тонут, то на самом деле это пузырьки воды, попавшие в масло!
Наполните пипетку (или соломинку) маслом из банки, а затем медленно погрузите ее через слой масла так, чтобы пипетка была видна как в слое воды на дне, так и в слое масла. Посмотрите на пипетку в слое воды, затем в слое масла. Чем отличается капельница в этих двух слоях? Капельницу легче увидеть в масле или в воде?
Поместив нижний кончик пипетки в слой воды, сожмите пипетку, чтобы выдавить из нее масло и дать ей наполниться водой. Снова наблюдайте за масляной капельницей в слоях воды и масла. В этот раз легче увидеть капельницу в масле или в воде?
Дополнительно: Попробуйте повторить это упражнение, используя стеклянные предметы, такие как шарики, бусы, очки или линзы. (Убедитесь, что у вас есть разрешение опробовать любой предмет, прежде чем использовать его.) Обратите внимание, какие предметы труднее всего увидеть, когда вы держите их в масле, а не в воде. Как вы думаете, почему?

Наблюдения и результаты
Стала ли пипетка невидимой (или, по крайней мере, ее стало труднее увидеть), когда она была наполнена маслом и погружена в масло? Это то, что ожидается. Возможно, его также было трудно увидеть, когда он был в воде (и был полон воды).

Пипетка «исчезает» из-за того, как мы видим свет, когда он сталкивается со стеклом. Когда свет попадает на стеклянный предмет, часть света отражается (отскакивает) от стекла. Остальной свет продолжает проходить через стеклянный объект, но свет изгибается (или преломляется) при переходе из воздуха в стекло.

Показатель преломления масла очень близок к показателю преломления стекла. Поэтому, когда свет проходит через масло и попадает в стеклянную пипетку, очень небольшая его часть отражается или преломляется. В результате мы видим лишь «призрак» пипетки в масле.

Дополнительные материалы для изучения
Демонстрация преломления света, от PBS Learning Media
Использование лазера для измерения скорости света в желатине, от Science Buddies
Измерение содержания сахара в жидкости с помощью лазерной указки, от Science Buddies

Это задание предоставлено вам в сотрудничестве с Science Buddies

ОБ АВТОРЕ(АХ)

Преломление света — Science Learning Hub

Добавить в коллекцию

+ Создать новую коллекцию

Преломление – это искривление света (также происходит со звуковыми, водными и другими волнами) при переходе из одного прозрачного вещества в другое.

Это искривление за счет преломления позволяет нам иметь линзы, увеличительные стекла, призмы и радуги. Даже наши глаза зависят от этого искривления света. Без преломления мы не смогли бы сфокусировать свет на нашей сетчатке.

Изменение скорости вызывает изменение направления

Свет преломляется всякий раз, когда он распространяется под углом в вещество с другим показателем преломления (оптической плотностью).

Это изменение направления вызвано изменением скорости. Например, когда свет переходит из воздуха в воду, он замедляется, заставляя его продолжать двигаться под другим углом или в другом направлении.

Насколько преломляется свет?

Величина искривления зависит от двух вещей:

Изменение скорости – если вещество заставляет свет ускоряться или замедляться больше, он будет сильнее преломляться (изгибаться).
Угол падающего луча — если свет падает на вещество под большим углом, преломление также будет более заметным. С другой стороны, если свет входит в новое вещество прямо (под углом 90° к поверхности), свет все равно будет замедляться, но совсем не изменит направление.

Показатель преломления некоторых прозрачных веществ

226

Вещество	Refractive index	Speed of light in substance (x 1,000,000 m/s)	Angle of refraction if incident ray enters substance at 20º
Air	1,00	300	20
Вода	1.33	1.33	1.33	1.33	1.33	1,33	14.9
Glass	1. 5	200	13.2
Diamond	2.4	125	8.2

Все углы измеряются от воображаемой линии, проведенной под углом 90° к поверхности двух веществ. Эта линия представляет собой пунктирную линию и называется нормалью.

Если свет попадает в какое-либо вещество с показателем преломления выше (например, из воздуха в стекло), он замедляется. Свет изгибает к нормальной линии.

Если свет попадает в вещество с коэффициентом преломления ниже (например, из воды в воздух), он ускоряется. Свет отклоняет на от нормальной линии.

Более высокий показатель преломления показывает, что свет замедляется и сильнее меняет направление по мере проникновения в вещество.

Линзы

Линза представляет собой просто изогнутый блок из стекла или пластика. Есть два вида линз.

Двояковыпуклая линза в середине толще, чем по краям. Это вид линзы, используемой для увеличительного стекла. Параллельные лучи света могут быть сфокусированы в фокусе. Двояковыпуклая линза называется собирающей линзой.

Изгибы двояковогнутой линзы в середине тоньше, чем по краям. Световые лучи преломляются наружу (рассеиваются), когда они входят в линзу, и снова, когда они выходят.

Преломление может создать спектр

Исаак Ньютон провел известный эксперимент, используя треугольный блок стекла, называемый призмой. Он использовал солнечный свет, падающий через его окно, чтобы создать спектр цветов на противоположной стороне его комнаты.

Этот эксперимент показал, что белый свет на самом деле состоит из всех цветов радуги. Эти семь цветов запомнились аббревиатурой ROY G BIV – красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый.

Ньютон показал, что каждый из этих цветов нельзя превратить в другие цвета. Он также показал, что их можно рекомбинировать, чтобы снова получить белый свет.

Разделение цветов объясняется тем, что свет состоит из волн. Красный свет имеет большую длину волны, чем фиолетовый свет. Показатель преломления красного света в стекле немного отличается от показателя преломления фиолетового света. Фиолетовый свет замедляется даже больше, чем красный, поэтому преломляется под чуть большим углом.

Показатель преломления красного света в стекле равен 1,513. Показатель преломления фиолетового света равен 1,532. Этой небольшой разницы достаточно, чтобы более короткие волны света преломлялись сильнее.

Радуга

Радуга возникает из-за того, что каждый цвет преломляется под немного разными углами, когда он входит, отражается внутри и затем покидает каждую крошечную каплю дождя.

Радугу легко создать с помощью пульверизатора и солнечного света. Центром круга радуги всегда будет тень вашей головы на земле.

Вторичная радуга, которую иногда можно увидеть, вызвана тем, что каждый луч света дважды отражается внутри каждой капли перед тем, как покинуть ее. Это второе отражение приводит к тому, что цвета вторичной радуги меняются местами. Красный находится вверху для первичной радуги, но во вторичной радуге красный цвет находится внизу.

Идеи для занятий

Используйте эти задания вместе с учащимися для дальнейшего изучения преломления:

Изучение преломления и подводная охота – учащиеся направляют копья на модель рыбы в сосуде с водой. Когда они направляют свои копья к рыбе, они промахиваются!
Задача калькулятора угла преломления – учащиеся выбирают два типа прозрачного вещества. Затем они вводят угол падающего луча в табличный калькулятор, и для них рассчитывается угол преломленного луча.
Свет и зрение: правда или ложь? – учащиеся участвуют в интерактивном занятии «правда или ложь», в котором освещаются распространенные альтернативные представления о свете и зрении. Это задание можно выполнять индивидуально, в парах или всем классом.

Полезные ссылки

Узнайте больше о различных типах радуг, о том, как они образуются, и о других атмосферных оптических явлениях из этого блога MetService и поста Science Kids.

Узнайте больше о человеческом хрусталике, оптике, фоторецепторах и нервных путях, обеспечивающих зрение, из этого руководства от Biology Online.

Опубликовано 26 апреля 2012 г., обновлен 23 мая 2020 года.

Учебное пособие по физике: преломление и зрение

В разделе 13 учебного пособия по физике подчеркивалось, что мы можем видеть, потому что свет от объекта может попасть в наши глаза. Каждый объект, который можно увидеть, виден только потому, что свет от этого объекта попадает в наши глаза. Когда вы смотрите на Мэри в классе, вы можете видеть Мэри, потому что она освещена светом, и этот свет отражается от нее и попадает в ваши глаза. В процессе созерцания Марии вы направляете свой взгляд по линии в сторону Марии. Если вы хотите увидеть макушку Марии, то направляйте взгляд вдоль линии к ее макушке. Если вы хотите увидеть ноги Марии, то вы направляете свой взгляд вдоль линии к ногам Марии. И если вы хотите рассмотреть образ Марии в зеркале, то вы должны направить свой взор по линии на место, где находится образ Марии. Это направление нашего взгляда в определенном направлении иногда называют 9.0029 линия прямой видимости .

Сломанный карандаш

Когда свет проходит через заданную среду, он движется по прямой линии. Однако, когда свет переходит из одной среды во вторую среду, световой путь изгибается. Происходит преломление. Преломление происходит только на границе. Как только свет пересек границу между двумя средами, он продолжает двигаться по прямой линии. Только теперь направление этой линии отличается от того, что было в прежней среде. Если при взгляде на объект свет от этого объекта меняет среду на пути к вашему глазу, вероятно, произойдет визуальное искажение. Это визуальное искажение становится свидетелем, если вы посмотрите на карандаш, погруженный в стакан, наполовину наполненный водой. Когда вы смотрите сквозь стекло на часть карандаша, расположенную над поверхностью воды, свет проходит прямо от карандаша к вашему глазу. Поскольку этот свет не изменяет среду, он не будет преломляться. (На самом деле происходит смена среды с воздуха на стекло и обратно на воздух. Поскольку стекло такое тонкое, а свет начинается и заканчивается в воздухе, преломление в стекле и из него вызывает небольшое отклонение в первоначальном направлении света. .) Когда вы смотрите на ту часть карандаша, которая была погружена в воду, свет переходит из воды в воздух (или из воды в стекло и в воздух). Этот световой луч меняет среду и впоследствии преломляется. В результате изображение карандаша кажется сломанным. Кроме того, часть карандаша, погруженная в воду, кажется шире, чем та часть карандаша, которая не погружена в воду. Эти зрительные искажения объясняются преломлением света.

В этом случае световые лучи, которые претерпевают отклонение от своего первоначального пути, — это те, которые проходят от погруженной части карандаша через воду, через границу, в воздух и, в конечном итоге, в глаз. На границе этот луч преломляется. Взаимодействие глаза и мозга не может объяснить преломление света. Как было подчеркнуто в Модуле 13, мозг определяет местонахождение изображения как место, откуда исходят световые лучи. Это место на изображении — это место, где пересекаются либо отраженные, либо преломленные лучи. Глаз и мозг предполагают, что свет распространяется по прямой линии, а затем распространяет все входящие лучи света назад, пока они не пересекутся. Лучи света от погруженной части карандаша будут пересекаться в другом месте, чем лучи света от той части карандаша, которая выступает над поверхностью воды. По этой причине погруженная часть карандаша кажется в другом месте, чем часть карандаша, выступающая над водой. На диаграмме справа показан вид с высоты птичьего полета на путь света от погруженной части карандаша к каждому из ваших глаз. Учитываются только левый и правый концы (ребра) карандаша. Синие линии изображают путь света к правому глазу, а красные линии изображают путь света к левому глазу. Обратите внимание, что световой путь изгибается на границе. Пунктирные линии представляют собой продолжение линий обзора назад в воду. Обратите внимание, что эти выносные линии пересекаются в данной точке; точка представляет собой изображение левого и правого края карандаша. Наконец, обратите внимание, что изображение карандаша шире самого карандаша. Лучевая модель света, учитывающая преломление света на границах, адекватно объясняет наблюдения сломанного карандаша.

Фото физики Flickr

Соломинку кладут по диагонали в наполовину наполненный стакан с водой. На поверхности воды соломинка кажется смещенной или сломанной; часть соломинки над водой смещена относительно изображения, наблюдаемого под водой. Искривление пути света при переходе из воды в воздух вызывает наблюдаемое искажение изображения соломинки.

Феномен сломанного карандаша происходит во время вашей повседневной подводной охоты. К счастью для рыб, свет преломляется на пути от рыбы в воде к глазам охотника. Преломление происходит на границе вода-воздух. Из-за этого искривления пути света рыба кажется там, где ее нет. Происходит визуальное искажение. Впоследствии охотник запускает копье в место, где, как предполагается, находится рыба, и промахивается по рыбе. Конечно, рыба никогда не беспокоится о таких охотниках; они знают, что свет преломляется на границе и что место, где наблюдает охотник, не совпадает с местом настоящей рыбы. Как рыба стала такой умной и научилась всему этому? Они живут в школах.

Теперь любая рыба, выполнившая домашнее задание по физике, знает, что степень преломления зависит от угла, под которым свет приближается к границе. Мы подробно изучим этот аспект преломления в Уроке 2. А пока достаточно сказать, что по мере того, как охотник с копьем смотрит более перпендикулярно к воде, степень преломления уменьшается. Самые успешные охотники те, кто смотрит перпендикулярно воде. А самые умные рыбы — это те, которые устремляются на глубину, когда замечают охотников, наблюдающих в этом направлении.

Поскольку при пересечении границы происходит преломление света, часто возникают визуальные искажения. Эти искажения возникают, когда свет меняет среду по пути от объекта к нашим глазам.

Фото физики Flickr

Эта ледяная кружка, полная корневого пива A&W, кажется, так быстро опустошается. То, что кажется большим количеством рутбира, на самом деле является большим количеством стекла. Обман раскрывается, когда кружку с рутбиром погружают в воду. Глядя на кружку над уровнем воды, кажется, что в ней много корневого пива. Но глядя на кружку ниже уровня воды, видишь истину; вода, окружающая стекло, сводит к минимуму эффект преломления и выявляет большое количество стекла. Нас обманули!

Следующий раздел:

Перейти к следующему уроку:

Оптические свойства стекла: взаимодействие света и стекла| Копп Стекло

Это вторая статья из серии из трех частей, в которой рассматриваются тепловые, оптические и механические свойства стекла. Мы определим общие свойства стекла и объясним их применение и важность в конструкции компонентов.

Мы часто слышим от инженеров, которые оценивают влияние перехода от одного материала линзы к другому. Например, они могут перейти от существующей конструкции линз из поликарбоната к стеклу из-за опасений по поводу долговечности в суровых условиях. Они спрашивают: «Могу ли я использовать существующую конструкцию линз с новым материалом стекла? Будет ли результирующий световой поток иметь ту же цветность, распределение и интенсивность?» Ответы на эти вопросы коренятся в понимании оптических свойств материалов.

Оптические свойства материала определяют, как он будет взаимодействовать со светом. Сегодня большинство инженеров используют передовые программные инструменты для моделирования свойств материала и их влияния на оптические характеристики. Тем не менее, знакомство с некоторыми фундаментальными оптическими свойствами поможет инженерам выбрать правильный материал для своего приложения. В этой статье мы рассмотрим коэффициент преломления, пропускание, поглощение и зависимость от длины волны и обсудим, как эти свойства влияют на дизайн продукта.

Показатель преломления

Вы, наверное, знакомы с понятием «движение со скоростью света», но знаете ли вы, что скорость света может меняться? Скорость света уменьшается, когда он проходит через среду из-за взаимодействия фотонов с электронами. Как правило, более высокая плотность электронов в материале приводит к более низким скоростям. Вот почему свет распространяется быстрее в стекле, быстрее в воде и быстрее всего в вакууме. Показатель преломления ( n ) материала определяется как отношение скорости света в вакууме к скорости света в материале.

Когда луч света падает на стеклянную поверхность, часть луча отражается, а часть проходит. Показатель преломления стекла определяет не только то, насколько сильно свет отражается и передается, но и его преломляется под углом в стекле. Угол пропускания можно рассчитать с помощью закона Снеллиуса:

Большие показатели преломления в стекле приводят к большей разнице между углом падения и пропусканием света. Отражение света на поверхности происходит из-за мгновенного изменения показателя преломления между стеклом и окружающей его средой. При нормальном падении (Θ _i = 0°) количество отраженного света определяется как

. Для большинства стекол с показателем преломления 1,5 потери на отражение на поверхности приводят к снижению интенсивности света примерно на 4%.

Заявка:

При разработке светопропускающей линзы необходимо учитывать показатель преломления материала. Даже небольшое изменение показателя преломления может повлиять на распределение проходящего света в канделах. Это можно увидеть в приведенном ниже примере, где свет проходит через две плосковыпуклые линзы одинаковой формы с разными показателями преломления.

Распределение силы света справа получено от стеклянной линзы с типичным показателем преломления 1,5. Слева показана линза с показателем преломления 1,6. Она может быть изготовлена из стекла или пластика с более высоким показателем преломления, например как поликарбонат. Для применения, требующего освещения большей площади поверхности, может быть лучше выбрать стекло с меньшим показателем преломления. Или, например, вы хотите получить большую интенсивность ближе к центру распределения кандел; вы бы выбрали материал с более высоким показателем преломления. Понимание этого оптического свойства даст вам еще один инструмент, который поможет выбрать правильный материал и добиться желаемых результатов.

Поглощение

Когда свет проходит через стекло, его интенсивность обычно снижается. Это поглощение происходит, когда энергия фотона света соответствует энергии, необходимой для возбуждения электрона внутри стекла до его более высокого энергетического состояния, и фотон поглощается стеклом.

Оптическая плотность стекла, показанная на рисунке выше как функция длины волны, часто используется для описания уменьшения интенсивности света при его прохождении через стекло. Он определяется как

Это значение зависит от состава и толщины стекла, а также от длины волны падающего света.

Применение:

Стеклянные фильтры из редкоземельных металлов часто используются для калибровки поглощения и пропускания спектрофотометров. Эти очки поглощают свет на очень определенных длинах волн, что позволяет калибровать хорошо охарактеризованные пики поглощения в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном спектрах.

В некоторых случаях полезно уменьшать светоотдачу в равных частях для всех длин волн. Фильтры нейтральной плотности, например, почти одинаково поглощают все длины волн и часто используются в фотографии для уменьшения интенсивности света, не влияя на цвет. Они также используются для ослабления лазеров и других источников света, мощность которых нельзя отрегулировать или уменьшить.

Пропускание/Пропускание

Любой свет, который не поглощается стеклом и не отражается от его поверхности, будет проходить через стекло. Часто очень важно точно знать, сколько света пройдет через стекло при определенных длинах волн. Часто очки обсуждаются с точки зрения их пропускания или пропускания. Оба этих термина предоставляют одну и ту же информацию, но коэффициент пропускания указывается в диапазоне от 0 % до 100 %, а коэффициент пропускания — от 0 до 1.

₀

₁

₂

Коэффициент пропускания также часто указывается как внутренняя передача и определяется как:

Внешний коэффициент пропускания включает как потери на поглощение материала, так и потери света из-за отражения на двух стеклянных поверхностях, в то время как внутренний коэффициент пропускания включает только потери на поглощение материала.

Применение:

Представление значений коэффициента пропускания материала может различаться в зависимости от применения или общепринятой отраслевой номенклатуры. В то время как для большинства промышленных стекол оптические свойства указываются как внешнее пропускание, значения фильтрующих стекол обычно указываются как внутреннее пропускание. Это связано с тем, что фильтрующие стекла могут быть обработаны антибликовым покрытием для предотвращения потери интенсивности на поверхности стекла. Например, стеклянный фильтр, имеющий внешнее пропускание 92% при 589,2 нм может иметь гораздо более высокий внутренний коэффициент пропускания 0,98, как в случае с нашим фильтром 3131.

При просмотре листа свойств стекла и проектировании детали важно знать, для какой из отраслевых спецификаций вы пытаетесь выполнить — для внешней или внутренней передачи. Например, многие спецификации Федерального авиационного управления (FAA) для аэропортов и аэрокосмических приложений содержат требования, которые обеспечиваются при внешней передаче. Стандарт SAE Aerospace AS 25050 требует определенных коэффициентов внешней передачи для изделий разного цвета. В зависимости от уровня передачи изделиям присваиваются различные сорта (A-D).

Зависимость значений от длины волны

Важно отметить, что все описанные выше оптические свойства зависят от длины волны. Например, показатель преломления стекла увеличивается по мере того, как длина волны падающего света становится короче. Дисперсия показателя преломления часто показывается на примере расщепления белого света при прохождении через призму. Согласно закону Снеллиуса, поскольку n _синий > n _{красный} , свет с синими длинами волн сильнее преломляется или меняет направление, в то время как с красными длинами волн преломляется меньше, когда они входят, проходят и покидают поверхности из разных материалов.

Зависимость показателя преломления от длины волны часто описывается с помощью эмпирического уравнения Коши,

здесь A, B и C — константы, характерные для состава стекла. Это соотношение хорошо работает для видимых длин волн, но часто не точно описывает поведение в ультрафиолетовом или инфракрасном диапазоне.

Отражение, поглощение и пропускание стекла также зависят от длины волны. Цвет стекла определяется длиной волны, которую стекло поглощает и пропускает. Например, стекло, поглощающее волны зеленого, желтого и красного цветов и пропускающее волны синего цвета, будет казаться глазу голубым. Цветность — это то, о чем мы много знаем и обсудим более подробно в следующей статье блога.

Применение:

По мере распространения светодиодов и их замены обычными источниками света важно учитывать, чем отличается их светоотдача. На изображении ниже показано, как различается спектральная мощность синего, зеленого и красного светодиодов по сравнению с лампой накаливания (CIE Illuminant A). Цветные светодиоды имеют узкий диапазон длин волн излучаемого света, что необходимо учитывать при разработке для конкретных длин волн приложения.

Например, если вы проектируете оптические призмы или другие элементы объектива, крайне важно выбрать правильный показатель преломления. Как упоминалось ранее, показатель преломления меняется в зависимости от длины волны, поэтому может потребоваться учесть любые изменения показателя и разработать оптические характеристики, работающие во всем спектре, со светодиодами в диапазоне от синего до зеленого и красного.

До сих пор в этой серии мы обсуждали тепловые и оптические свойства стекла и их влияние на дизайн продукта. Это всего лишь два элемента успешного дизайна. В нашей последней статье этой серии будут рассмотрены механические свойства стекла, которые особенно важны, когда изделия используются в суровых условиях или подвергаются воздействию агрессивных химических веществ.

Узнайте больше о стекле

Чтобы помочь вам разработать более эффективные линзы для очков, мы создали обширную электронную книгу , которая включает более 40 страниц информации о тепловых, оптических и механических свойствах стекла.

Если вы хотите узнать, как проектировать стеклянные линзы и компоненты, оптимизированные как для ваших требований к производительности, так и для условий эксплуатации, загрузите нашу бесплатную электронную книгу.

Что такое показатель преломления? | Addoptics

Показатель преломления (также известный как показатель преломления) определяется как отношение скорости света при его прохождении через две среды. Это безразмерное число, зависящее от температуры и длины волны светового луча.

«Показатель преломления описывает, насколько быстро световой луч проходит через среду».

В этой статье мы подробно рассмотрим, что такое показатель преломления, при чем здесь полное внутреннее отражение и показатель преломления нашей заказной полимерной оптики.

Объяснение показателя преломления

Показатель преломления материала, выраженный числом, показывает, насколько искривляется или преломляется путь света при попадании в этот материал. Показатель преломления также определяет количество света, которое отражается при достижении границы раздела, а также критический угол полного внутреннего отражения.

Формула показателя преломления

Формула показателя преломления выглядит следующим образом: n = c / v

n — показатель преломления
c это скорость света в вакууме (или воздухе)
v скорость света в среде (например, в воде, оливковом масле и т. д.)

Закон Снеллиуса

Закон Снеллиуса связывает углы преломления и падения с показателями преломления вовлеченных сред. Закон Снелла определяет, что произведение синуса угла, образованного между лучом света, прямой линией нормали и показателем преломления среды, должно быть постоянным.

Показатель преломления зависит от длины волны

Показатели преломления материала зависят от длины волны. Для многих материалов показатель преломления изменяется для каждой длины волны на пару процентов. Показатели преломления чаще всего сообщаются с использованием одного значения n , а именно измерения на 633 нм.

Проверьте наше техническое описание , чтобы узнать о наших самых современных возможностях и свойствах материалов.

Полное внутреннее отражение

В случае невозможности прохождения света происходит полное внутреннее отражение. Это происходит, когда свет проходит от менее оптически плотного материала, т. е. материал с более низким показателем преломления. Полное внутреннее отражение может иметь место только тогда, когда углы падения больше критического угла.

Преломление

Свет меняет направление при переходе из одной среды в другую, в результате преломляется. Этот эффект можно наблюдать, наблюдая, как белый свет расщепляется на цвета при преломлении. Тот же эффект наблюдается в примах и радугах. Когда свет движется к материалу с более высоким показателем преломления, угол преломления будет меньше угла падения. Это приводит к тому, что свет преломляется по нормали к поверхности. Когда свет проходит через среду с более низким показателем преломления, вместо этого свет будет преломляться от нормали и, таким образом, двигаться к поверхности.

Показатели преломления стекла и пластмасс

Стекло

Показатель преломления стекла зависит от состава и длины волны. Обычное кроновое стекло при освещении белым светом имеет показатель преломления 1,52, тогда как среднее бесцветное стекло имеет показатель преломления 1,63, а акриловое стекло имеет показатель преломления 1,49.

Пластмасса

Обычные прозрачные пластмассы имеют показатель преломления в диапазоне от 1,3 до 1,6. Тем не менее, есть также некоторые полимеры с высоким показателем преломления с показателем преломления до 1,76.

Индивидуальная оптика и Addoptics

В Addoptics мы изготавливаем индивидуальную оптику в течение нескольких дней. Мы используем собственную технологию прототипирования и производства оптики для прототипирования и серийного производства. С нашей уникальной производственной службой вы можете получить свою оптику экономично и быстро.

В нашем процессе используется запатентованный материал с показателем преломления из 1544 при 650 Нм . Ознакомьтесь с нашим техническим описанием, чтобы узнать о самых последних свойствах материалов и текущих возможностях.

Зачем использовать нестандартную полимерную оптику?

Пластиковая оптика имеет ряд преимуществ перед стеклянной. Во-первых, себестоимость производства ниже. Пластиковая оптика имеет более высокую ударопрочность, она не раскалывается, как стекло. Полимерная оптика весит меньше. Само светопропускание аналогично высококачественному стеклу.

Конечно, есть и недостатки. полимерная оптика более подвержена повреждениям, вызванным царапинами или вмятинами, а полимерная оптика, как правило, не переносит резких колебаний температуры. Однако, на наш взгляд, эти недостатки перевешиваются преимуществами использования полимерной оптики.

Нужна нестандартная пластиковая оптика?

Готовы ли вы масштабировать свои прототипы и производство с помощью высококачественной нестандартной оптики? Выберите Addoptics в качестве поставщика оптики, и мы поставим высококачественную оптику в кратчайшие сроки. Мы предлагаем недорогую индивидуальную оптику по конкурентоспособным ценам со значительной скидкой при заказе нескольких.

Не стесняйтесь обращаться к нам, чтобы обсудить возможности изготовления прототипов оптики на заказ.

Источники

https://en. wikipedia.org/wiki/Refractive_index
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_refractive_indices
https://refractiveindex.info/

Исчезающие стеклянные стержни: наука о преломлении и свете

Стеклянные предметы видны, потому что они отражают часть падающего на них света и искривляют или преломляют свет, проходящий через них. Если вы устраните отражение и преломление стеклянным объектом, вы можете заставить этот объект исчезнуть.

Тема:

Восприятие

Лайт, Цвет и Вид. PS4

CCC

Причина и следствие

Структура и функция

Видеодемонстрация

Инструменты и материалы

Стакан
Растительное масло (мы обнаружили, что бренд Wesson работает лучше всего; не используйте «облегченное» масло)
Одна или несколько палочек для перемешивания из пирекса или другие небольшие предметы из прозрачного стекла, такие как шарики, линзы или пробирки.
Дополнительно: стеклянная пипетка, стеклянная увеличительная линза.

Сборка

Налейте в чашу немного растительного масла.

Действия и уведомления

Погрузите стеклянный предмет в масло. Обратите внимание, что объект становится труднее увидеть. Остается только призрачное изображение объекта. (Примечание: если вы делаете это в качестве демонстрации, держите зрителей на расстоянии, чтобы им было труднее увидеть объект-призрак.)

Поэкспериментируйте с различными стеклянными предметами, например прозрачными шариками, линзами и необычной стеклянной посудой. Некоторые растворяются в масле более полно, чем другие.

Вы можете заставить пипетку исчезнуть на глазах, погрузив ее в воду, а затем всосав масло в пипетку.

Если у вас есть увеличительное стекло, погрузите его в масло. Обратите внимание, что он не увеличивает изображения, когда он погружен в воду.

Что происходит?

Вы видите стеклянный предмет, потому что он и отражает, и преломляет свет. Когда свет, путешествуя по воздуху, сталкивается со стеклянной поверхностью под углом, часть света отражается. Остальной свет продолжает идти, но он искривляется или преломляется, когда движется от воздуха к стеклу.

Когда свет переходит из воздуха в стекло, он замедляется. Именно это изменение скорости заставляет свет отражаться и преломляться при переходе от одного прозрачного материала (воздуха) к другому (стеклу). Каждый материал имеет показатель преломления, который связан со скоростью света в материале. Чем выше показатель преломления материала, тем медленнее свет распространяется в этом материале.

Чем меньше разница в скорости между двумя прозрачными материалами, тем меньше будет отражение на границе и тем меньше будет преломление проходящего света. Если прозрачный объект окружен другим материалом с таким же показателем преломления, то скорость света не изменится при попадании в объект. Не будет отражения и преломления, и объект будет невидим.

Растительное масло Wesson имеет почти такой же показатель преломления (n), что и стекло Pyrex (n = 1,474). Различные типы стекла имеют разные показатели преломления. В масле Wesson пирекс исчезает, но другие типы стекла, такие как крон или бесцветное стекло, остаются видимыми. К счастью для нас, большая часть лабораторной посуды и посуды для домашних кухонь производится из стекла Pyrex.

Для большинства стекол Pyrex соответствие индекса с маслом Wesson не идеально. Это связано с тем, что стекло Pyrex имеет внутреннюю деформацию, из-за которой его показатель преломления меняется в разных местах объекта. Даже если вы можете сопоставить показатель преломления, например, для одной части палочки для перемешивания из пирекса, совпадение не будет идеальным для других частей палочки. Поэтому призрачное изображение стержня остается даже при наилучшем совпадении индексов.

Показатель преломления масла (и стекла тоже) зависит от температуры. Эта демонстрация будет работать лучше в некоторые дни, чем в другие.

Дальше

Показатель преломления иногда называют оптической плотностью, но оптическая плотность не совпадает с массовой плотностью. Два материала могут иметь разную массовую плотность, даже если они имеют одинаковый показатель преломления. Хотя стекло Pyrex и масло Wesson имеют одинаковые показатели преломления, Pyrex тонет в масле Wesson, потому что оно имеет более высокую массовую плотность, чем масло. Масло Wesson имеет более высокий показатель преломления, чем вода (n = 1,33), но более низкую массовую плотность, поэтому оно плавает на воде. Показатель преломления зависит не только от плотности, но и от химического состава материала.

Вы можете заставить стекло Pyrex исчезнуть, погрузив его в глицерин или минеральное масло. Однако минеральное масло бывает разного веса, и каждый сорт имеет свой показатель преломления. Чтобы соответствовать показателю преломления стекла Pyrex, вам понадобится смесь минеральных масел разной плотности. Чтобы создать правильную смесь, поместите предмет из стекла Pyrex в большой стеклянный стакан и налейте достаточно тяжелого минерального масла, чтобы он частично погрузился.

Показатель преломления стекла

О законе преломления светового потока

Два показателя процесса преломления

От чего зависит показатель ПС

Методы определения показателя преломления стекла

Где применяется закон

Что собой представляет показатель преломления стекла и как его определить с помощью формулы?

Абсолютный показатель

Относительный показатель

Определение показателя преломления

Закон преломления света — формулы, примеры, как найти?

Что такое преломление света в физике

Дисперсия света и оптическая плотность среды

Угол падения и угол преломления луча

Показатель преломления лучей света

Абсолютный показатель преломления света

Преломление света. Полное внутреннее отражение 11 класс онлайн-подготовка на Ростелеком Лицей

Преломление

Закон преломления света

Показатель преломления

Полное внутреннее отражение

Итоги

Оптические свойства стекол | Стеклодувные работы

свойства твердого стекла. Ч. 2 – статьи ТМ «ТИТАН»

Теперь вы видите его … Проверка преобразования света

ОБ АВТОРЕ(АХ)

Преломление света — Science Learning Hub

Изменение скорости вызывает изменение направления

Показатель преломления некоторых прозрачных веществ

Линзы

Преломление может создать спектр

Радуга

Идеи для занятий

Полезные ссылки

Учебное пособие по физике: преломление и зрение

Оптические свойства стекла: взаимодействие света и стекла| Копп Стекло

Показатель преломления

Заявка:

Поглощение

Применение:

Пропускание/Пропускание

Применение:

Зависимость значений от длины волны

Применение:

Узнайте больше о стекле

Что такое показатель преломления? | Addoptics

Формула показателя преломления

Закон Снеллиуса

Показатель преломления зависит от длины волны

Полное внутреннее отражение

Преломление

Показатели преломления стекла и пластмасс

Стекло

Пластмасса

Индивидуальная оптика и Addoptics

Зачем использовать нестандартную полимерную оптику?

Нужна нестандартная пластиковая оптика?

Исчезающие стеклянные стержни: наука о преломлении и свете

Видеодемонстрация

Инструменты и материалы

Сборка

Действия и уведомления

Что происходит?

Дальше

Добавить комментарий Отменить ответ