Преломление света

Преломление луча света происходит при переходе из одной среды в другую. Причина преломления - изменение скорости распространения. Применим для получения закона преломления принцип Ферма.

Пусть скорость распространения света в некоторой среде равна v, в вакууме - c. Обычно скорость распространения света в среде меньше скорости в вакууме. Это означает, что для прохождения некоторого пути l в веществе потребуется несколько большее время

.

Мы ввели обозначение n = c/v, эта величина называется показателем преломления. Произведение ln называют оптической длиной пути. Для вакуума n = 1. Если n > 1, то время распространения света от точки A до точки B будет уменьшаться при отклонении пути распространения от прямолинейного, причем при таком отклонении, когда длина пути в вакууме несколько увеличивается, а в веществе - уменьшается.

Подсчитаем время распространения света между точками A и B. Пусть (x_A,z_A) и (x_B,z_B) -  координаты точек, z - координата точки преломления луча. В вакууме и в веществе свет проходит расстояния

 и ,

время распространения -

.

Согласно принципу Ферма

.

Используя введенное ранее обозначение, мы можем записать закон преломления в виде:

.

Получим теперь закон преломления иначе, анализируя пересечение границы плоской волной.

Нарисуем фронты волны таким образом, чтобы они проходили через максимумы напряженности электрического поля при одинаковом их направлении. Они будут совпадать с гребнями волн. Тогда расстояние между фронтами будет равно длине волны света.

Частота колебаний в вакууме и в оптически более плотной среде (n > 1), естественно, одинакова. Значит, длины волны в этих средах различаются так же, как различаются скорости, - в n раз. Это приводит к “излому” фронтов на поверхности оптически плотной среды, причем углы между фронтами и этой поверхностью a₁ и a₂ равны углам падения и преломления (как углы со взаимно перпендикулярными сторонами).

Треугольники, в которых отрезки длиной l_n и l₀ являются катетами, имеют общую гипотенузу. Поэтому,

.

Мы вновь получили закон преломления.

Свойства электрического заряда

• Заряд бывает двух видов, называемых положительным и отрицательным:

o       заряды одного вида отталкиваются друг от друга, заряды разных видов - притягиваются, причем сила отталкивания равна по модулю силе притягивания;

o       число положительных и отрицательных зарядов во Вселенной одинаковое. Электродвижущая сила Постоянный электрический ток

· Полный электрический заряд изолированной системы сохраняется.