П.2 Закон прямолинейного распространения света.
Опыт дает, что в однородной среде свет распространяется прямолинейно. Световые лучи при этом представляют прямые линии.
Среда называется однородной, если ее характеристики свойства одинаковые во всех ее точках.
Понятие прямая линия, луч возникли на основании представлений о световых лучах.
Прямолинейностью распространение света объясняется образование тени.
Тенью называется область, в которую не поступает световая энергия.
При малых размерах источника можно получить резко очерченную тень. При больших размерах источника создаются нерезкие тени. Дело в том, что предмет освещается различными точками источника. При освещении, например, двумя осветительными точками, могут возникать две несовпадающие тени, которые накладываются друг на друга. В точках экрана, куда световая энергия не попадает совсем, образуется полная тень. По краям полной тени располагается более светлая область или полутень. Вопрос о возникновении тени оказывается важным, например, при фотографировании, при хирургических операциях.
В космических масштабах возникновение тени приводит к затмениям.
П.3 Закон отражения. Закон преломления.
Рассмотрим две среды, отличающиеся по своим оптическим свойствам.
-
граница раздела сред. Пусть в точку
из среды 1 падает луч света
.
Опыт дает, что при этом из точки
в 1 среде распространяется луч
,
который называется отраженным лучом и
возникает в результате отражения
падающего луча. В среде 2 из точки
распространяется луч
,
который называется преломленным лучом.
Возникает вследствие преломления луча
.
Проведем через точку перпендикуляр к границе .
Точка называется точкой падения светового луча.
Обозначим:
- угол между направлением падающего
луча и перпендикуляром, угол падения.
- угол между направлением отраженного
луча и перпендикуляром, угол отражения.
- угол между направлением преломленного
луча и перпендикуляром, угол преломления.
Опыт дает,
что луч падающий, луч отраженный, луч преломленный и перпендикуляр, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости.
Угол отражения равен углу падения
.
Это закон отражения света.
отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух сред, не зависящая от угла падения
,
.
Величина
называется показателем преломления
второй среды относительно первой.
Это закон преломления света.
П.4 Абсолютный показатель преломления среды.
Известно, что свет распространяется с очень большой, но конечной скоростью.
Скорость света в вакууме равна
.
В прозрачной среде скорость света
меньше скорости света в вакууме
.
Абсолютным показателем преломления среды называется величина, равная относительно скорости света в вакууме к скорости света в данной среде
,
.
Для вакуума (воздуха)
.
Среда называется оптически однородной, если во всех ее точках выполняется условие
.
Очевидно, что скорость распространения света в среде можно найти
.
Закон преломления света можно записать в виде
.
Отсюда,
,
,
,
.