Вопрос 25!

Принцип Гюйгенса. Законы отражения и преломления света. Полное отражение света.

Луч – линия перпендикулярная волновой поверхности и указывающая направление распространения волны.

Принцип Гюйгенса: Каждая точка среды, до которой дошло возмущение, сама становится источником вторичных волн.

Волна называется плоской, если поверхности равной фазы представляют собой плоскости.

Угол падения – это угол между падающим лучом и перпендикуляром к отражающей поверхности в точке падения.

Закон отражения: угол падения равен углу отражения. Падающий луч, луч отражённый и перпендикуляр, восставленный в точке падения, лежат в одной плоскости.

Принцип Гюйгенса позволяет с помощью простых геометрических построений находить волновую поверхность в любой момент времени по известной волновой поверхности в предшествующий момент.

Виды отражения:

1. Диффузное (рассеянное) – получаем, если поверхность шероховатая.

Падающие лучи параллельны друг другу, а отражённые – нет.

2. Зеркальное – от хорошо полированного металла, стекла, зеркала.

Падающие и отражённые лучи параллельны друг другу.

Преломление – изменение направления распространения световых волн при переходе света из одной среды в другую, которая вызвана тем, что скорости света в этих средах различны.

Sin a / sin b = V1 / V2.

Падающий луч, луч преломленный и перпендикуляр, восставленный в точке падения, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух сред.

n = c / V. – абсолютный показатель преломления.

Абсолютный показатель преломления показывает во сколько раз скорость света в среде меньше скорости света в вакууме.

Абсолютный показатель преломления определяется скоростью распространения света в данной среде, которая зависит от физического состояния сред, т.е. от температуры вещества, его плотности, наличия в нём упругих напряжений.

Sin a / sin b = n2 / n1 = n21 – относительный показатель преломления второй среды относительно первой.

Для воздуха n1~1, если первая среда - воздух.

Свет не преломляется, если:

1. a = 0, тогда b = 0, т.к. V1 / V2 не равно 0.

2. n1~n2.

Полное отражение света.

Предельный угол полного отражения – угол падения a0, соответствующий углу преломления 90 градусов.

a0 = n1 / n2, если a>a0, свет не переходит в первую среду – полное отражение света.

Sin a / sin b = V2 / V1 = n1 / n2.

Вопрос 26!

Дисперсия света. Цвета тел. Виды спектров излучения. Спектральные аппараты. Спектральный анализ.

В вакууме скорость света не зависит от частоты или длины волны и равна 3 * 10^8 м/с.

Электромагнитные волны определённой постоянной частоты называются монохроматическими.

В среде скорость распространения монохроматических волн различна.

Интенсивность, приходящаяся на единичный интервал частоты, называется спектральной плотностью интенсивности излучения.

Дисперсия – зависимость абсолютного показателя преломления от частоты (длины) световой волны.

Явление дисперсии было открыто Ньютоном.

Дисперсия света доказала, что белый свет сложный; поэтому можно объяснить многообразие красок в природе. Если предмет, например лист бумаги, отражает все падающие на него лучи различных цветов, то он будет казаться белым. Покрывая бумагу слоем красной краски, мы не создаём при этом света нового цвета, но задерживаем на листе некоторую часть имеющегося. Отражаться теперь будут только красные лучи, остальные же поглотятся слоем краски. Трава и листья деревьев кажутся нам зелёными потому, что из всех падающих на них солнечных лучей они отражают лишь зелёные, поглощая остальные. Если посмотреть на траву через красное стекло, пропускающее лишь красные лучи, то она будет казаться нам почти чёрной. n красного цвета < n фиолетового, но n = c / V.

c / Vкр. < c / V фиол. или Vкр.>Vфиол; v кр.св. <v фиол.св.

Цвет прозрачного тела определяется тем светом, который проходит через него.

Цвет непрозрачного тела в отражённом свете определяется смесью тех лучей, которые оно отражает. Спектр (от латинского слова) – видение.

Атомы различных химических элементов излучают электромагнитные волны различной длины (частоты). Спектры, полученные от самосветящихся тел, называются спектрами излучения.

Виды спектров излучения:

1. Непрерывный – Это когда в спектре представлены волны всех длин. В спектре нет разрывов, и на экране спектрографа можно видеть сплошную разноцветную полосу. Солнечный спектр или спектр дугового фонаря. Непрерывные или сплошные спектры дают тела, находящиеся в твёрдом или жидком состоянии, а также сильно сжатые газы.

2. Линейчатый – это когда вещество излучает свет только вполне определённых длин волн. Линейчатые спектры дают все вещества в газообразном атомарном состоянии. Свойство линейчатых спектров: Длины волн (или частоты) линейчатого спектра, какого либо вещества зависят только от свойств атомов этого вещества, но совершенно не зависят от способа возбуждения свечения атомов. Изолированные атомы излучают строго определённые длины волн.

3. Полосатый спектр состоит из отдельных полос, разделённых тёмными промежутками. Создаются молекулами, не связанными или плохо связанными друг с другом.

Спектральный аппарат - спектрограф. Исследуемое излучение поступает вначале в часть прибора, называемую коллиматором. Она представляет собой трубу, на одном конце которой имеется ширма с узкой щелью, а на другом – собирающая линза. Щель находится на фокусном расстоянии от линзы. Поэтому расходящийся световой пучок, попадающий на линзу из щели, выходит из неё параллельным пучком и падает на призму. Т.к. разным частотам соответствуют различные показатели преломления, то из призмы выходят параллельные пучки, не совпадающие по направлению. Они попадают на линзу 2. На фокусном расстоянии этой линзы располагается экран – матовое стекло или фотопластинка. Линза 2 фокусирует параллельные пучки лучей на экране, и вместо одного изображения щели получается целый ряд изображений. Каждой частоте соответствует своё изображение. Все эти изображения вместе и образуют спектр.

Спектральный анализ – метод определения химического состава вещества по его спектру. В настоящее время определены спектры всех атомов и составлены таблицы спектров. Именно с помощью спектрального анализа узнали химический состав Солнца и звёзд. Звёзды состоят из тех же самых элементов, которые имеются на Земле. Гелий сначала открыли на Солнце, а потом уже на Земле. Гелий в переводе означает “солнечный”. С помощью него определяется химический состав руд и минералов.