Введение в трассировку лучей

происходит с углом преломления 92: свет, падающий на граничную поверхность под прямым углом, не отклоняется.

Рис. 14.48. Преломление света в прозрачной среде Пример 14.11.1. Найдите угол Пусть среда 2 представляет собой такой сорт стекла, в котором свет движется со скоростью лишь 54 % от его скорости в вакууме. Предположим далее, что угол падения внедряющегося света составляет 60° от вертикали. Чему равен угол преломленного света? Решение Вычислим 5т(92) в уравнении (14.45), подставляя в него с2/с, * 0,54 и зт(9,) * 0,866, тогда получим"box" rules="all" border="0">

Воздух

99,97 %

Стекло

От 52,2% до 59%

Вода

75,19%

30%-й раствор сахара

72,46 %

Ацетон и этиловый спирт

73,5 %

Хлорид натрия

64,93 %

Бензол

55,5 %

Сапфир

56,50 %

Алмаз

41,33 %

В табл. 14.4 приведена скорость света в различных средах относительно скорости света в вакууме. Скорости, перечисленные в таблице, даны несколько упрощенно, поскольку скорость света обычно зависит от длины его волны. Например, относительная скорость света в плавленом кварце составляет 0,680 при Я - 400 нм (красный цвет), 0,685 при Я = 520 нм (зеленый), 0,687 при Я = 680 нм (синий) [НаШаау, 98]. Этот разброс служит причиной известного эффекта, при котором луч белого света при прохождении через стеклянную призму расщепляется на «радугу» спектральных цветов (см. упражнения в конце раздела).

Критический угол В примере 14.11.1 отмечалось, что если свет входит в среду, в которой он движется медленней, чем в той среде, откуда он пришел (то есть с2/с] < 1), то лучи света отклоняются в сторону нормали. Это с очевидностью следует из уравнения (14.45), поскольку эт(92), равный (с2/с,) зт(9,), меньше, чем 8т(9,), поэтому угол 92 должен быть меньше угла 9,.

Верно и обратное утверждение: когда луч при переходе из одной среды в другую увеличивает скорость, он отклоняется дальше от нормали. Закон Снелла полностью симметричен относительно перестановки индексов 1 и 2. На рис. 14.49, а показан свет, движущийся из среды с большей скоростью в среду с меньшей скоростью; на рис. 14.49, б приведен случай обратного движения. Пары углов в обоих случаях одинаковы: нужно только поменять обозначения. На рис. 14.49, виг показаны аналогичные ситуации, однако больший угол близок к 90°. При этом меньший угол приближается к так называе-

⇐ Предыдущая| |Следующая ⇒