Явище заломлення світла. Вимірювання показника заломлення скла

Показник заломлення – це важлива величина, яку враховують при виробництві таких оптичних приладів, як мікроскопи, рефракторные телескопи, окуляри, лінзи для очей і т. д. В даній статті розглянуто питання вимірювання показника заломлення скла.

Що таке заломлення світла?

Перед тим як розглядати особливості експериментального вимірювання показника заломлення скла, слід познайомитися з самим явищем заломлення. Його суть полягає у зламі траєкторії світлового променя, коли він переходить через кордон прозорих середовищ різної природи, наприклад, повітря і вода. Варто відзначити, що обидві середовища обов’язково повинні бути прозорими для світла. В іншому випадку, заломлення спостерігатися не буде (будуть відбуватися лише процеси відбиття і поглинання світлової енергії).

Математика явища заломлення

Заломлення разом з віддзеркаленням світла вивчається людством з давніх часів, досить пригадати імена Птолемея, Герона Олександрійського і Аристотеля. Математичний закон, що описує це явище, називається законом Снелла.

На початку XVII століття голландський математик за прізвищем Снелл (Снеллиус) першим отримав відповідне математичне вираз, узагальнюючи безліч експериментальних даних. Варто відзначити, що аналогічне вираз було отримано також арабським математиком Ібн Сахлем в X столітті, але про його роботах після темного Середньовіччя ніхто не згадав на зорі Нового часу.

Якщо позначити кут між перпендикуляром до поверхні розділу середовищ і падаючим вузьким променем світла символом θ1 (тета), а між перпендикуляром і заломленим променем – символом θ2, тоді можна записати рівність:

n1*sin(θ1) = n2*sin(θ2).

Це вираження і є вищезгаданий закон Снелла. До нього часто додають ще один закон заломлення, який стверджує, що в площині, утвореної падаючим і заломленим променями, також лежить перпендикуляр до поверхні розділу середовищ. Величини n1 і n2 називаються показниками заломлення 1-ї і 2-ї середовища.

Дивіться також:  Що таке механіка? Визначення, професії та перспективи розвитку