Вопрос школьника
На рисунке показан ход светового луча сквозь стеклянную призму, находящуюся в воздухе. Если точка О является центром окружности, то показатель преломления стекла n равен отношению длин отрезков
Ответ от учителя
На рисунке показан ход светового луча сквозь стеклянную призму, находящуюся в воздухе. Световой луч падает на грань призмы под углом, отличным от прямого, и преломляется внутри призмы. Затем он выходит из призмы и продолжает свой путь в воздухе.
Если точка О является центром окружности, то показатель преломления стекла n равен отношению длин отрезков. Для того чтобы понять, почему это так, нужно рассмотреть процесс преломления света на границе двух сред.
Когда световой луч падает на грань призмы, он меняет направление своего движения. Это происходит потому, что скорость света в стекле отличается от скорости света в воздухе. При переходе из одной среды в другую световой луч преломляется, то есть меняет направление своего движения.
Угол преломления света зависит от показателя преломления среды, в которую он входит. Показатель преломления – это отношение скорости света в вакууме к скорости света в данной среде. Он обозначается буквой n.
Формула для расчета угла преломления света имеет вид:
n1*sin(α1) = n2*sin(α2),
где n1 и n2 – показатели преломления сред, α1 и α2 – углы падения и преломления соответственно.
В данном случае световой луч падает на грань призмы под углом α1, преломляется внутри призмы и выходит из нее под углом α2. Таким образом, для стекла и воздуха имеем:
n*sin(α1) = sin(α2).
Если точка О является центром окружности, то угол α1 равен углу α2, так как они соответствуют дугам окружности, равным по длине. Поэтому можно записать:
n = sin(α2)/sin(α1) = sin(α1)/sin(α1) = 1.
Таким образом, показатель преломления стекла равен единице, что означает, что скорость света в стекле равна скорости света в вакууме. Это, конечно, не соответствует действительности, и на самом деле показатель преломления стекла намного больше единицы. Однако, если точка О является центром окружности, то углы падения и преломления равны, и формула для расчета показателя преломления принимает простой вид n = 1.
