Преломление света

Скорость распространения света в вакууме - максимальная скорость, существующая в природе. Выше этой скорости в природе не существует, но сама скорость света в различных прозрачных средах, имеет разные значения. Почему так происходит мы будем более подробно знакомиться в курсе физики 11 класса, а пока познакомимся с оптическим явлением возникающим их-за разности скорости света в разных средах. Это явление называется преломлением.

Карандаш, опущенный в стакан с водой, если смотреть на него с боку, кажется переломленным, Луч света, попадая в стеклянную пластинку под некоторым углом к ее поверхности так же преломляется. Причем, во втором случае преломление происходит дважды: когда луч входит в стекло и второй раз - на выходе из пластинки. Почему такое происходит?

Рассмотрим рисунок. Луч света распространяется в среде (1) и попадает на границу раздела двух сред. По скольку луч падает под некоторым углом α к перпендикуляру в точке падения, то сторона A₁A достигает границы раздела раньше, чем B₁B, и, следовательно, далее распространяется в среде (2), где скорость распространения света меньше. За время в течение которого луч проходит расстояние CB в первой среде во второй среде свет проходит меньшее расстояние - AD. по этому и получается, что луч преломляется при переходе из одной среды в другую.

Линзы

Одним из практических применений преломления - оптические линзы.

Линза - прозрачное тело, ограниченное с двух сторон сферическими поверхностями.

Линзы классифицируются на собирающие или рассевающие, выпуклые или вогнутые.

Выпуклые линзы в обычных условиях являются собирающими. Геометрически они в центре толще, чем по краям. Вогнутые - наоборот по краям толще, чем в центре и являются рассевающими. Лучи света, проходящие через собирающую линзу, отклоняются от прямолинейного распространения и собираются в одной точке - фокусе линзы. Лучи, проходящие через рассеивающую линзу рассеваются после прохождения линзы.

Ход лучей через собирающую линзу: Луч, отмеченный на рисунке красным цветом, проходит через точку O, которая называется оптическим центром линзы. Любой луч, проходящий через эту точку не преломляется и называется оптической осью. Оптическая ось, перпендикулярная плоскости линзы - главная оптическая ось, остальные - побочные. Синий луч, идущий параллельно главной оптической оси после преломления в линзе попадает в фокус (F), расположенный на этой оптической оси. Все лучи, идущие параллельно оптической оси, соберутся в фокусе - отсюда и название линзы: собирающая. Зеленый луч идет через фокус и, после преломления в линзе пойдет параллельно оптической оси.

Ход лучей через рассеивающую линзу Луч, идущий через оптический центр линзы не преломляется (красный луч). Точно так же как и в собирающей линзе, такой луч называется оптической осью. Луч, идущий параллельно главной оптической оси (ГОО) после преломления рассеивается и его продолжение попадает в передний фокус линзы (синий луч) Та как лучи, после прохождения такой линзы рассеиваются, то для построения изображения используется продолжение луча и, полученное таким образом изображение будет называться мнимым.