5. Шкала электромагнитных волн.

Электромагнитная волна – это процесс распространения в пространстве колебаний электрического и магнитного полей (колебаний напряженности Е и Н).

Видимое излучение — электромагнитные волны, воспринимаемые человеческим глазом, которые занимают участок спектра с длинами волн приблизительно от 400 (фиолетовый) до 800 нм (красный). Такие волны занимают частотный диапазон от 380 до 780 ТГц.

Инфракрасное излучение — электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны примерно λ = 0,8 мкм и частотой до 400 ТГц) и микроволновым радиоизлучением (λ ~ 1—2 мм, частота 300 ГГц).

Ультрафиолетовое излучение — электромагнитное излучение, занимающее спектральный диапазон между видимым и рентгеновским излучениями. Длина волн УФ-излучения составляет примерно 0,4 мкм, а частота находится в диапазоне 7,5⋅10¹⁴—3⋅10¹⁶ Гц. 

6. Закон отражения и преломления света.

Если свет падает на границу раздела двух сред (прозрачных веществ), то падающий луч разделяется на отраженный и преломленный, направления которых задаются законами отражения и преломления.

Закон отражения света: - отраженный луч лежит в одной плоскости с падающим лучом и перпендикуляром, проведенным к границе раздела двух сред в точке падения луча;

- угол отражения i₁¹ равен углу падения i₁ (i₁¹ = i₁).

Закон преломления света: - луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр, проведенный к границе раздела сред в точке падения луча, лежат в одной плоскости;

- отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных сред и называется относительным показателем преломления n₂₁ второй среды относительно первой.

sin i₁ /sin i₂ = n₂₁

n₂₁ = v₁ / v₂, где v1 и v2 – скорость света в данных средах.

Показатель преломления n данной среды относительно вакуума называется абсолютным показателем преломления. Абсолютный показатель преломления равен отношению скорости света в вакууме к скорости света v в данной среде: n = c / v.

Абсолютный показатель преломления всегда больше 1, т.к. он характеризует оптическую плотность данной среды и показывает во сколько раз скорость света в среде меньше скорости света в вакууме.

Относительный показатель преломления n₂₁ можно выразить через абсолютные показатели n₁, n₂ этих сред: n₂₁ = n₂ / n₁.

Среда с абсолютным показателем преломления n1, большим абсолютного показателя n2 другой среды (n1 > n2), называется оптически более плотной.

7. Полное внутреннее отражение.

Если свет распространяется из среды оптически более плотной в оптически менее плотную (n1 > n2), например из стекла в воду, то sin i₂ /sin i₁ = n₁ / n₂ > 1.

Отсюда следует, что с увеличением угла падения увеличивается угол преломления. Это происходит до тех пор, пока при некотором угле падения (i₁ = i_пр) угол преломления не окажется равным 90^о. При углах падения i₁ > i_пр весь падающий свет полностью отражается, т.е. преломление света не происходит. Это явление называется полным внутренним отражением.

Угол i_пр называется предельным углом – углом, представляющим наименьший угол падения, при котором наблюдается полное внутреннее отражение (угол преломления = 90^о).

По мере приближения угла падения к предельному интенсивность преломленного луча уменьшается, а отраженного — растет. Если i₁ = i_пр, то интенсивность преломленного луча обращается в нуль, а интенсивность отраженного равна интенсивности падающего.

При i₁ = i_пр, i₂ = 90^о, получим sin i_пр = n₂ / n₁ = n₂₁

Следовательно, явление полного отражения имеет место только при падении света из среды оптически более плотной в среду оптически менее плотную.

Явление полного отражения используется в призмах полного отражения.