В чем заключается явление полного отражения света на границе двух сред

В чём заключается явление полного отражения света на границе раздела двух сред?

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь для публикации ответа на этот вопрос.

решение вопроса

Связанных вопросов не найдено

Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.

• Все категории
• экономические 43,679
• гуманитарные 33,657
• юридические 17,917
• школьный раздел 612,713
• разное 16,911

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.

Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.

• Обратная связь
• Правила сайта

в чем заключается явление полного отражения света на границе раздела двух сред?

Если свет падает на границу раздела из среды оптически более плотной под углом, бОльшим предельного угла полного отражения, то он не выходит во вторую (оптически менее плотную) среду, а испытывает отражение от границы раздела и возвращается в свою же первую среду.

Остальные ответы

Для объяснения достаточно знания закона преломления: вот он.

В соответствии с ним, если световая волна проходит из оптически менее плотной среды в более плотную (n1

Если же n1>n2, то при прохождении волной границы раздела сред этот угол увеличивается. Значит должен быть такой угол в первой среде, при котором угол во второй среде будет равен 90 град, т. е. волна пойдет «вдоль» поверхности раздела сред. При больших углах падения (углы всегда меряются от нормали к поверхности) синус угла «преломления» станет больше единицы, что эквивалентно сохранению лишь эффекта отражения на границе раздела, без проникновения (условно говоря) волны во вторую среду.

Свет при переходе из менее плотной среды в более плотную (например, из воздуха в воду) преломляется. При этом луч света приближается к нормали (перпендикуляр к поверхности раздела двух сред) .
При обратном падении — из более плотной в менее плотную среду (из воды в воздух) — луч отдаляется от нормали. Поэтому при определённом угле падения преломлённый луч оклоняется на 90 градусов и идёт вдоль поверхности раздела. Это случай критического угла падения.
Когда угол падения больше критического, преломлённый луч вобще исчезает и есть только отражённый луч. Это и есть полное внутреннее отражение.
Относительно воздуха критический угол рассчитывается как arcsin 1/n. Для воды это около 49 градусов.

Полное отражение

Если свет падает из оптически более плотной среды в оптически менее плотную, то при определенном для каждой среды угле падения, преломленный луч исчезает. Наблюдается только отражение. Это явление называется полным внутренним отражением.

Угол падения, которому соответствует угол преломления 90°, называют предельным углом полного внутреннего отражения (α₀).

Из закона преломления следует, что при переходе света из какой-либо среды в вакуум (или воздух)

При переходе между двумя любыми средами:

Предельный угол α₀ для сред стекло — воздух
α₀=42 0

Явление полного отражения света используется в призмах, в волоконной оптике (световодах), в водолазном деле, в ювелирной промышленности.

Световод — стеклянное волокно цилиндрической формы, покрытое оболочкой из прозрачного материала с показателем преломления меньше чем у волокна. За счет многократного полного отражения свет может быть направлен по изогнутому пути.

Поворотные и оборачивающие призмы применяют в перископах, биноклях, киноаппаратах, а также часто вместо зеркал.

Если мы пытаемся из-под воды взглянуть на то, что находится в воздухе, то при определенном значении угла, под которым мы смотрим, можно увидеть отраженное от поверхности воды дно. Это важно учитывать для того, чтобы не потерять ориентировку.

В ювелирном деле огранка камней подбирается так, чтобы на каждой грани наблюдалось полное отражение. Этим и объясняется «игра камней».

Полным внутренним отражением объясняется и явление миража.

В чем заключается явление полного отражения света на границе двух сред

3.6.5.1. Предельный угол полного внутреннего отражения

Рейтинг: 0

Явление полного отражения

Если свет распространяется из среды с большим показателем преломления n₁ (оптически более плотной) в среду с меньшим показателем преломления n₂ (оптически менее плотной, n₁ > n₂), например из стекла в воздух, то, согласно закону преломления, преломленный луч удаляется от нормали и угол преломления β больше, чем угол падения α (рис. 1.1.10, а).

С увеличением угла падения увеличивается угол преломления (рис. 1.1.10, б, в) до тех пор, пока при некотором угле падения (α = α_пр) угол преломления не окажется равным π/2.

Угол α_пр называется предельным углом. При углах падения α > α_пр весь падающий свет полностью отражается (рис. 1.1.10, г):

• По мере приближения угла падения к предельному интенсивность преломленного луча уменьшается, а отраженного – растет.
• Если α = α_пр, то интенсивность преломленного луча обращается в нуль, а интенсивность отраженного равна интенсивности падающего (рис. 1.1.10, г).
• Таким образом, при углах падения в пределах от α_пр доπ/2луч не преломляется, а полностью отражается в первую среду, причем интенсивности отраженного и падающего лучей одинаковы.Это явление называется полным отражением.

Предельный угол α_пр определяется из формулы

Явление полного отражения используется в призмах полного отражения (рис. 1.1.11).

Показатель преломления стекла равен n » 1,5, поэтому предельный угол для границы стекло – воздух α_пр = arcsin (1/1,5) = 42°.

При падении света на границу стекло – воздух при α > 42° всегда будет иметь место полное отражение.

На рис. 1.1.11 показаны призмы полного отражения, позволяющие:

а) повернуть луч на 90°;

б) перевернуть изображение;

в) обернуть лучи.

Призмы полного отражения применяются в оптических приборах (например: в биноклях, перископах), а также в рефрактометрах, позволяющих определять показатели преломления тел (по закону преломления, измеряя α_пр, определяем относительный показатель преломления двух сред, а также абсолютный показатель преломления одной из сред, если показатель преломления второй среды известен).

Явление полного отражения используется также в световодах, представляющих собой тонкие, произвольным образом изогнутые нити (волокна) из оптически прозрачного материала (рис. 1.1.12).

Современные оптические волокна имеют разные модификации и бывают одномодовыми и многомодовыми. В волоконных деталях применяют стекловолокно, световедущая жила (сердцевина) которого окружается оболочкой из другого стекла с меньшим показателем преломления. Свет, падающий на торец световода под углом больше предельного, претерпевает на поверхности раздела сердцевины и оболочки полное отражение и распространяется только по световедущей жиле.

Световоды используются при создании телеграфно-телефонных кабелей большой пропускной способности. Кабель состоит из сотен и тысяч оптических волокон, тонких, как человеческий волос. По такому кабелю, толщиной в обычный карандаш, можно одновременно передавать до восьмидесяти тысяч телефонных разговоров.

Кроме того, световоды используются в оптоволоконных электронно-лучевых трубках, в ЭВМ, для кодирования информации, в медицине (например, диагностика желудка), для целей интегральной оптики.