Заломлення світла на межі поділу двох середовищ. Закон заломлення світла

 
 

Ще в давні часи люди стверджували, що палиця, опущена у воду, на межі повітря-вода є ніби зламаною. Вийнята з води, вона виявляється цілою. Так людина вперше зіткнулася з явищем заломлення світла.

Першим це явище почав вивчати давньогрецький природодослідник Клеомед (I ст. н. е.). Він установив, що промінь світла, який поширюється під кутом з менш густого оптичного середовища в більш густе, наприклад з повітря у воду, змінює свій напрямок, тобто заломлюється. Пояснюючи свою думку, Клеомед говорив, що під певним кутом ми не будемо бачити предмет, що лежить на дні посудини (мал. 135), але якщо налити в посудину води, предмет буде видно.

Таким чином, на думку Клеоме-да, завдяки заломленню променів можна бачити Сонце, що зайшло за горизонт.

Інший давньогрецький учений Клавдій Птоломей (II ст. н. е.) дослідним шляхом визначив величину, що характеризує заломлення променів світла під час переходу їх з повітря у воду, з повітря у скло і з води у скло.



 

Дослід 1. Спрямуємо на тонкостінну посудину з підфарбованою водою, що має форму прямокутного паралелепіпеда, промінь світла. Ми бачимо, що на межі двох середовищ світловий промінь змінює свій напрямок: відбивається і заломлюється (мал. 136, а).

Зміну напрямку поширення світла при його переході через межу поділу двох оптично прозорих середовищ називають заломленням світла.

Виконаємо креслення (мал. 136, б). Дослід показує, що кут відбивання світла Р дорівнює куту падіння світла а, а під час переходу променя з повітря у воду кут заломлення світла у (гамма) менший за кут падіння світла а. Крім того, бачимо, що падаючий і заломлений промені світла лежать в одній площині з перпендикуляром, проведеним до поверхні поділу двох середовищ у точку падіння світла. Під час переходу променя світла з води в повітря кут заломлення світла у0 більший за кут падіння світла а0.

Цей дослід показує, що під час переходу світлового променя з одного середовища в інше падаючий і заломлений промені світла лежать в одній площині з перпендикуляром, проведеним до площини поділу двох середовищ у точку падіння променя світла; залежно від того, з якого середовища в яке переходить промінь світла, кут заломлення променя світла може бути більшим або меншим за кут падіння світла.

Різні середовища по-різному заломлюють світлові промені. Наприклад, алмаз заломлює промені світла більше, ніж вода або скло.

Середовище, яке заломлює світло, може бути твердим, рідким і газува-тим, але воно має бути прозорим, тобто таким, через яке промені світла проходять наскрізь.

Світлові промені заломлюються, оскільки вони поширюються в різних середовищах (тілах) з неоднаковою швидкістю. У повітрі швидкість поширення світла більша, ніж у воді, у воді більша, ніж у склі.

Дослід 2. Помістимо в посудину з водою спеціальне джерело світла, від якого в різні боки поширюються промені світла (мал. 137). Промінь світла, що падає перпендикулярно до межі вода-повітря, не заломлюється.

Промені світла, що падають під різними кутами до поверхні води, заломлюються по-різному. Але є промені світла, які взагалі не переходять з води в повітря, а повністю відбиваються від її поверхні. Явище, коли промені світла не виходять із середовища і повністю відбиваються всередину, називають повним внутрішнім відбиванням світла.


Явище повного внутрішнього відбивання світла використовують у спеціальних приладах - світловодах. Світловоди (мал. 138) широко використовують для передачі зображень предметів з будь-якого місця на будь-які відстані.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО

1. Де може відбуватися заломлення світла?

2. Які закони заломлення світла ви знаєте?

3. Наведіть приклади заломлення світла.

Лабораторна робота № 4

Дослідження заломлення світла

Мета роботи: вивчити явище заломлення світла, установити співвідношення кутів падіння та заломлення світла.

Прилади і матеріали: скляна призма з плоскопаралельними гранями, аркуш паперу, транспортир, олівець.

X і д роботи

1. На аркуші паперу розмістіть призму з плоскопаралельними гранями. Обведіть олівцем чи ручкою її контури (мал. 139).

2. На аркуші домалюйте промінь світла під довільним кутом, який падає на меншу грань призми. Побудуйте перпендикуляр з точки падіння променя світла до грані призми (мал. 140).

3. Покладіть призму на обведене місце на папері. Дивлячись через грань призми на промінь світла, спробуйте побачити його зображення у призмі. Знайдіть таке положення поля зору, коли зображення променя світла у призмі напрямлене на вас (мал. 141).

4. Не змінюючи положення зору, за допомогою олівця позначте продовження променя світла так, щоб це мало вигляд одного суцільного променя (мал. 142).

5. Продовжіть падаючий промінь світла, як показано на малюнку 143, а також сполучіть точки А і В.

6. Позначте і виміряйте транспортиром кути падіння і заломлення для переходу повітря-скло. Запишіть дані в таблицю.

№ досліду

Кут падіння

Кут заломлення

Співвідношення кутів

1

     

2

     

7. Повторіть дослід на новому аркуші паперу, змінивши кут падіння променя світла на призму (зробіть його більшим чи меншим за попередній).

8. Зробіть висновки.

Для допитливих

Подивіться на олівець крізь прозору лінійку, змініть кут її нахилу до напрямку зору (мал. 144). Поясніть явище, яке ви спостерігаєте.

ЗАДАЧІ ТА ВПРАВИ

Розв’язуємо разом

1. Який з кутів більший - кут падіння чи кут заломлення, якщо світло переходить: а) з води в повітря; б) з повітря у скло; в) з води у скло?

Відповідь: а) кут падіння; б) кут падіння; в) кут заломлення.

2. У склянку з водою вставили трубку для соку. Як пояснити явище, зображене на малюнку 145?

Відповідь: якщо дивитися на малюнок, то бачимо, що трубка для соку здається зламаною. Це пояснюється законами заломлення світла.


Рівень А

74. Сидячи біля багаття, бачимо, що предмети, які знаходяться за ним, неначе коливаються. Чому?

75. Чи може світло переходити з одного середовища в інше не заломлюючись?

76. Чому поділки шкали прозорих лінійок і косинців наносять на тому боці, який прикладають до вимірюваних предметів?

77. Чому здається, що предмети на дні річки або озера знаходяться на меншій глибині, ніж це є насправді?

78. У склянку, наполовину заповнену водою, помістили олівець (мал. 146). Поясніть явище, яке ви спостерігаєте.

79. Перемалюйте в зошит малюнок 147. Для кожного випадку накрес-літь заломлений промінь, вважаючи, що всі тіла на малюнку скляні.

80. Що зображено на малюнку 148?

81. Поясніть явища, зображені на малюнку 149.

Рівень Б

82. Промінь світла переходить з повітря 1 у воду 2 (мал. 150). Порівняйте кут падіння і кут заломлення променя. Використовуючи відповідні креслярські інструменти, намалюйте хід відбитого променя.

83. Будь-яка водойма, дно якої при спокійній і прозорій воді добре видно з берега, завжди здається мілкішою, ніж у дійсності. Чому?

84. Чим пояснити, що всередині тріщин автомобільного скла ми спостерігаємо сріблясту поверхню?

85. Виконайте такий дослід: покладіть на середину дна чашки монету і станьте так, щоб монету вам не було видно. Попросіть, щоб у чашку хто-небудь налив води. Чи видно тепер монету? Поясніть це за допомогою малюнка.

86. Виконайте такий дослід: крапніть на аркуш білого паперу краплину олії. Чому утворена пляма здається світлішою від решти паперу, якщо дивитися через неї на світло? Чому у відбитому світлі пляма здається темнішою?

скачать dle 11.0фильмы бесплатно

Популярне з Фізики за 9 клас

Добавити коментар

Автору дуже потрібно знати, чи Вам допоміг даний матеріал?!

    • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
      heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
      winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
      worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
      expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
      disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
      joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
      sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
      neutral_faceno_mouthinnocent
оновити, якщо не видно коду

Коментарів 0


Ми створили сайт TEXTBOOKS з метою розміщення матеріалів (шкільних підручників) Міністерства Освіти України, для покращення освітнього процесу учнів у школах та вузах України.
Онлайн перегляд шкільного матеріалу допоможе Вам знайти якісну відповідь на поставлені питання вчителя.
Використовуйте Наш ресур для підготовки до ЗНО 2021, адже у нас присутні підготовчі курси з математики, української мови та літератури, англіської мови та історії України.