Физика 9 класс учебник Перышкин, Гутник - страница 208

   Суть явления
   Преломление света представляет собой феномен, при котором световой луч отклоняется от своего первоначального пути, когда он пересекает границу между двумя прозрачными средами, обладающими различными оптическими свойствами (различными показателями преломления).

   Иллюстрации:
• Наблюдаемое "изгибание" ложки, погруженной в стакан с водой, на стыке воды и воздуха.
• Визуальное уменьшение глубины водоема, когда его дно кажется расположенным ближе к поверхности из-за искажения световых лучей на водной глади.
• Формирование миражей в пустынных регионах, обусловленное отклонением света при прохождении через слои атмосферы с неравномерной температурой и, как следствие, плотностью.

   Когда свет переходит из одной прозрачной среды в другую (например, из воздуха в воду), он меняет свое направление. Закон Снеллиуса описывает, как именно это происходит:
   Все три линии — падающий луч, луч, который прошел сквозь границу раздела, и перпендикуляр к этой границе в точке, где свет упал — находятся на одной плоскости. Представьте, что вы рисуете их на одном листе бумаги.
   Есть определенное соотношение между углами, под которыми свет падает и преломляется. Если разделить синус угла падения на синус угла преломления, вы всегда получите одно и то же число для данной пары сред. Это число называется относительным показателем преломления.
   sinα/sinγ = n₂₁

   Величина относительного показателя преломления (n₂₁) напрямую коррелирует с углом отклонения светового луча. Чем выше значение n₂₁, тем значительнее изменение траектории луча. При переходе света в среду с более высоким показателем преломления (n₂ > n₁), луч преломляется в сторону нормали, при этом величина угла преломления уменьшается, но абсолютное отклонение от первоначального направления увеличивается. Обратная ситуация наблюдается при переходе в среду с более низким показателем преломления (n₂ < n₁), когда луч отклоняется от нормали.

   Представьте, что показатель преломления — это мера того, насколько сильно среда "тормозит" свет и меняет его направление. Чем больше этот показатель (n₂₁), тем сильнее свет "изгибается". Когда свет попадает из менее плотной среды в более плотную (например, из воздуха в стекло), он поворачивает ближе к перпендикулярной линии (нормали). Хотя сам угол, под которым свет идет после преломления, становится меньше, общее изменение его пути становится больше. Если же свет идет из более плотной среды в менее плотную, он, наоборот, отходит от этой перпендикулярной линии.

   Предельный угол падения — это самый большой угол, под которым свет еще может пройти из одной среды в другую, преломившись. Если свет падает под углом больше этого, он полностью отражается обратно в первую среду.
   Формула для расчета:
   sinα = n₂/n₁
   Где:
   n₁ — показатель преломления среды, откуда свет идет (более плотной).
   n₂ — показатель преломления среды, куда свет пытается попасть (менее плотной).

   Световоды (оптоволокно) применяют там, где нужно передавать свет или информацию с минимальными потерями:
• в телекоммуникациях (интернет, передача данных);
• в медицине (эндоскопия — осмотр внутренних органов);
• в освещении (декоративная подсветка, фонари);
• в измерителе техники (датчики, измерение температуры, давления).

   При перпендикулярном падении света на границу раздела двух сред (когда угол падения α равен нулю), луч не преломляется. Он продолжает движение по прямой, но его скорость изменяется в соответствии с показателем преломления новой среды.

   Это происходит из-за неоднородного преломления света.
   Гладкая поверхность воды действует как зеркало, чётко отображая предметы.
   Если поверхность волнистая, то каждый участок водной глади работает как отдельная линза с разным углом наклона.
   Лучи от одного предмета преломляются под разными углами, попадая в глаз наблюдателя под разными направлениями.
   Мозг воспринимает это как смещение или «дрожание» предмета, хотя сам он неподвижен.