Zajęcia nr 57 – Zjawisko załamania światła

Zajęcia nr 57 – Zjawisko załamania światłaTeoria:
1 . Światło na granicy dwóch ośrodków przezroczystych ulega odbiciu i załamaniu.
Przez promień świetlny należy rozumieć kierunek rozchodzenia się światła. Światło
przechodząc z jednego ośrodka przezroczystego do drugiego , załamuje się ; oznacza to , ze
zmienia się jego kierunek rozchodzenia się.
2 . Zmiana kierunku rozchodzenia się światła na granicy dwóch ośrodków spowodowana jest
tym , że światło rozchodzi się z różną szybkością w różnych ośrodkach . Prędkość światła w
próżni wynosi 300000
𝒌𝒎
𝒔
, prawie z taka samą prędkością rozchodzi się w powietrzu.
𝒎
𝒎
W wodzie szybkość rozchodzenia się światła wynosi 250000000 𝒔 , w szkle 200000000 𝒔
3 . Katem załamania 𝜷 nazywa się kąt zawarty między kierunkiem światła załamanego , a
prostą prostopadłą wystawioną w punkcie padania światła.
4 . Przy przejściu światła z jednego ośrodka do drugiego wyróżniamy następujące przypadki :
a) Jeżeli światło przechodzi z ośrodka w którym rozchodzi się szybciej do ośrodka o
mniejszej szybkości , to załamuje się tak , że kąt padania jest większy od kata padania
α>𝜷
b) Jeżeli światło przechodzi z ośrodka optycznie gęstszego do rzadszego , to światło
załamuje się tak . ze kąt załamania jest większy od kata padania
𝜶<𝜷
c ) Jeżeli światło pada prostopadłe na granicę dwóch ośrodków ( kąt padania 𝜶 =0) , to
przechodzi do drugiego ośrodka bez zmiany kierunku ( kat załamania 𝜷 = 0)
5 . Zjawiskiem załamania światła rządzi prawo załamania , które mówi : promień załamania
oraz prosta prostopadła (normalna) do powierzchni granicznej leżą w jednej płaszczyźnie , a
wielkość kata padania i załamania zależą od prędkości rozchodzenia się światła w ośrodkach.
6 . Z zjawiskiem załamania światła związane jest pojęcie współczynnika załamania światła- nOśrodka drugiego względem pierwszego , który wyraża się wzorem :
𝒔𝒊𝒏𝜶
𝒔𝒊𝒏𝜷
𝑽𝟏
=𝑽𝟐 =n
Zadania;
Zad. 1. . Faktyczna głębokość jeziora wynosi d =4m. Współczynnik załamania wody n=1,4
.Jaka jest pozorna głębokość jeziora?
Zad .2 . Na płytkę szklaną o współczynniku załamania n =1,54 pada promień świetlny. Jaki
jest kąt padania promienia , jeżeli kąt pomiędzy promieniem odbitym i załamanym wynosi
90◦ ?
Zad . 3 . Zawodnik nurkujący w wodzie z otwartymi oczami widzi Słońce pod kątem 𝜶 =30◦
w stosunku do pionu . Jaki kąt utworzy kierunek Słońca z horyzontem? Współczynnik
załamania wody n = 1,33.
Zad.4 . Basen ma głębokość h = 3m. Jak głęboki wydaje się basen osobie stojącej na brzegu
basenu i patrzącej pionowo w dół? Współczynnik załamania wody n = 1,33.
Zad . 5 Jaki kąt utworzy z normalną do powierzchni pryzmatu promień wychodzący z
pryzmatu do wody, padając na ściankę pryzmatu pod kątem 90◦ ? Współczynnik załamania
wody n =1,33.
Powodzenia. Na pewno zauważyłeś ( aś) , że łyżeczka w szklance z wodą wygląda jak
złamana , a gdy patrzysz na powierzchnię wody masz wrażenie , że ryba pływa blisko jej
powierzchni. Jednak jest inaczej ; światło biegnie od ryby i przed dostaniem się do oka
obserwatora załamuje się na granicy wody i powietrza. Biegnie od ośrodka optycznie
gęstszego – wody , do rzadszego – powietrza. Oko widzi więc rybę pływającą na mniejszej
głębokości niż w rzeczywistości to właśnie zjawisko załamania światła. Ciekawe prawda?