Полное внутреннее отражение света

Пусть абсолютный показатель преломления первой среды больше, чем абсолютный показатель преломления второй среды , то есть первая среда оптически более плотная. Здесь абсолютные показатели сред соответственно равны:

Тогда, если направить луч света из оптически более плотной среды в оптически менее плотную среду, то по мере увеличения угла падения  преломленный луч будет приближаться к границе раздела двух сред (рис.1), затем  пойдет по границе раздела (рис.2), а при дальнейшем увеличении угла падения преломленный луч исчезнет, т.е. падающий луч будет полностью отражаться границей раздела двух сред (рис.3)).

Предельный угол (альфа нулевое)– это угол падения, которому соответствует угол преломления 90 градусов.

Для воды предельный угол составляет 49 градусов. Для стекла - 42 градуса. Приборы и устройства, в которых используется явление полного отражения: - поворотная призма  - в перископе - оборотная призма – в бинокле - оптическое волокно – в  световодах (тонких кварцевых  или пластмассовых нитях диаметром 50-500 мкм в оболочке из  того же вещества, но с  меньшим показателем преломления), где информация передается  как  последовательность  световых импульсов. Проявления в природе: -  пузырьки  воздуха на подводных растениях кажутся зеркальными - капли росы вспыхивают разноцветными огнями - «игра»  бриллиантов в лучах света - поверхность воды в стакане при рассматривании снизу через стенку стакана  будет блестеть.

Так говорят ученые

Интересный пример того, как можно использовать слова для количественного описания результатов измерений, был приведен профессором Чикагского университета Гейлом. Профессор работал в лаборатории с одним своим студентом, и они не знали, под каким напряжением – 110 или 220 вольт – находились клеммы, к которым они должны были подключить аппаратуру. Студент собрался сбегать за вольтметром, но профессор посоветовал ему определить напряжение на ощупь. – Но ведь меня просто дернет, и все, – возразил студент. – Да, но если тут 110 вольт, то вы отскочите и воскликнете просто: «О, черт!», а если 220, то выражение будет покрепче. Когда об этой истории я рассказал студентам, один из них заметил: «Сегодня утром я встретил одного малого, так он, наверное, как раз перед этим подключился к напряжению 440!» ___ Давида Гильберта (1862...1943) спросили об одном из его бывших учеников. – Ах, этот-то? – вспомнил Гильберт. – Он стал поэтом. Для математики у него было слишком мало воображения.

Дисперсия

Луч белого  света, проходя через трехгранную призму не только отклоняется, но и разлагается на составляющие цветные лучи. Это явление установил Исаак Ньютон, проведя серию опытов. Опыты  Ньютона Опыт по разложению белого света в спектр: или Ньютон направил луч  солнечного света через маленькое отверстие  на стеклянную призму. Попадая на призму, луч преломлялся и давал на противоположной стене удлиненное изображение с радужным  чередованием цветов – спектр. Опыт по прохождению монохроматического света через призму: Ньютон  на пути солнечного луча поставил красное стекло, за которым получил монохроматический свет (красный), далее призму и наблюдал на экране  только красное пятно  от луча света. Опыт по синтезу (получению) белого света:   Сначала Ньютон направил солнечный луч на призму. Затем, собрав вышедшие из призмы цветные лучи с помощью собирающей линзы, Ньютон на белой стене получил вместо окрашенной полосы белое изображение отверстия. Выводы Ньютона: - призма  не меняет свет, а только разлагает его на составляющие - световые лучи, отличающиеся по цвету,  отличаются по степени преломляемости; наиболее сильно  преломляются фиолетовые лучи, менее сильно – красные - красный свет, который  меньше преломляется, имеет наибольшую скорость, а фиолетовый  - наименьшую, поэтому призма и разлагает свет. Зависимость показателя преломления света от его цвета называется дисперсией. Запомни фразу, начальные буквы слов которой дают последовательность цветов спектра: "Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан". Спектр белого света: Выводы: - призма разлагает свет - белый свет является сложным (составным) - фиолетовые лучи преломляются сильнее красных. Цвет луча света определяется  его частотой колебаний. При переходе из одной среды в другую изменяются скорость света и длина волны, а частота, определяющая  цвет остается постоянной. Границы диапазонов белого света и его составляющих принято характеризовать  их длинами волн в вакууме. Белый свет – это совокупность волн длинами от 380 до 760 нм. Где можно наблюдать явление дисперсии? - при прохождении света через призму - преломление света в водяных каплях, например, на траве или в атмосфере при образовании радуги - вокруг фонарей в тумане. Как объяснить цвет  любого предмета? - белая бумага отражает все падающие на нее лучи различных цветов - красный предмет отражает только лучи красного цвета, а лучи остальных цветов поглощает - Глаз воспринимает отраженные от предмета лучи определенной длины волны и таким образом воспринимает цвет предмета.