Закон заломлення світла (закон Снелліуса)

При падінні світла на границю розділу прозорих середовищ з показниками заломлення і частина світла відбивається, а частина проходить у другу середу, змінюючи напрям поширення – заломлюється. На відміну від закону відбиття світла, відомого з глибокої давнини, закон заломлення світла був сформульований у XVII ст.

Заломлення світла пов’язано з тим, що в різних середовищах світло поширюється з різною швидкістю. Швидкість поширення світла в середовищі характеризує оптичну щільність даного середовища: чим вище швидкість світла в даному середовищі, тим менше її оптична щільність. Оскільки абсолютний показник заломлення середовища, то чим більше показник заломлення середовища, тим більше її оптична щільність.
Досліди з заломлення світла дозволили сформулювати закон заломлення світла наступним чином (рис. 6.9):
падаючий і заломлений промені, а також перпендикуляр, відновлений в точці падіння, лежать в одній площині;
ставлення синуса кута падіння до синуса кута заломлення є величина, постійна для двох середовищ; кути падіння і заломлення пов’язані співвідношенням
. (6.1)
З (6.1) видно, що при переході променя з середовища з великим показником заломлення в середу з меншим показником заломлення, або, як кажуть, з оптично більш щільного середовища в оптично менш щільну кут заломлення більше кута падіння. При переході з оптично менш щільного середовища в оптично більш щільну кут заломлення менше кута падіння.

Заломленням обумовлений цілий ряд широко відомих оптичних ілюзій. Наприклад, спостерігачеві на березі здається, що у людини, яка зайшла у воду по пояс, ноги стали коротшими. Це обумовлено тим, що промені, які виходять від ступень, заломлюються на поверхні води, при цьому кут заломлення більше кута падіння. Очі ж (і мозок) спостерігача сприймають ці промені як прямолінійні, а значить, бачать ступні ніг на продовженні відбитого променя, тобто вище тієї точки, з якої вони поширені. Внаслідок заломлення відбувається позірна зміна форми предмета. Монета, занурена у воду, здається нам більш великої в порівнянні з тим, коли вона просто лежить на столі. Ложка в склянці з водою виглядає надламаної в тому місці, де вона входить в рідину (рис. 6.10).

Посилання на основну публікацію