5.1.2. Ход световых лучей в стеклянной трехгранной призме

Пусть луч света падает на боковую грань трехгранной стеклянной призмы так, как изображено на рисунке 30.

Введем обозначения: α₁ – угол падения луча на грань АВ призмы, β₁ – угол преломления луча при входе в призму, α₂ – угол падения луча внутри призмы на грань ВС, β₂ – угол преломления луча при выходе из призмы, γ – преломляющий угол призмы, n₁ – абсолютный показатель преломления среды, окружающей призму, n₂ – абсолютный показатель преломления вещества призмы.

В случае n₁ < n₂ вышедший из призмы луч отклонится к основанию призмы. В противном случае (n₁ > n₂) луч, вышедший из призмы, отклонится от ее основания вверх.

Выражение для расчета угла отклонения луча при выходе из призмы при условии n₁ < n₂: δ = α₁ + β₂ – γ.

5.1.3. Ход световых лучей в стеклянной плоскопараллельной пластинке

П усть луч света (луч 1 на рис. 31) падает из воздуха на верхнюю грань стеклянной плоскопараллельной пластинки толщиной d под углом α₁; абсолютные показатели среды, окружающей пластинку, и самой пластинки равны n₁ и n₂ соответственно. Луч пойдет в стекле под углом β₁ и под этим же углом упадет на границу раздела «стекло – окружающая пластинку среда» (β₁ = α₂). Луч света, вышедший из пластинки (луч 2), параллелен падающему на пластинку лучу (β₂ = α₁), но смещен относительно него на некоторое расстояние а.

Выражение для расчета смещения вышедшего из пластинки луча относительно падающего луча:

, где α – угол падения луча на пластинку, d – толщина пластинки, n₁ – абсолютный показатель преломления среды, окружающей пластинку, n₂ – абсолютный показатель преломления вещества пластинки (стекла).

5 .1.4. Построение изображения точечного источника света и прямого предмета в плоском зеркале

Точечный источник света – светящееся тело, размерами которого можно пренебречь по сравнению с расстоянием, на котором оценивается его действие.

Каждую точку реального (протяженного) источника света можно считать точечным источником света. Изобразим ход лучей 1, 2 и 3 от точечного источника света S (рис. 32). Каждый из этих лучей, упав на поверхность плоского зеркала, испытает отражение. Глаз человека «соберет» отраженные от зеркала лучи 1' и 2' и «продолжит» их в обратную сторону (пунктирные участки на рис. 32). Продолжения лучей пересекутся в точке S'. Точка S' – мнимое изображение точечного источника света S.

М нимое изображение – изображение предмета, полученное при пересечении не лучей, а их продолжений.

М нимое изображение S´ находится за плоским зеркалом на таком же расстоянии от него, что и точечный источник света S (|SO| = |S´O|; линия SS´ перпендикулярна к плоскости зеркала).

Для построения изображения точечного источника в плоском зеркале можно взять любые два луча от источника S, затем, после отражения от зеркала, построить их продолжения и на пересечении продолжений получить изображение S´.

Для построения изображения прямого предмета в плоском зеркале используем следующий прием: построим изображения A´ и B´ концевых точек А и В предмета, а потом соединим их отрезком прямой (рис. 33).

Изображение прямого предмета в плоском зеркале: 1) мнимое; 2) в натуральную величину; 3) прямое.