Вспомните закон отражения света.
Угол падения равен углу отражения. Падающий луч, отражённый луч и перпендикуляр к поверхности лежат в одной плоскости.
Как изменяется направление распространения света при переходе из среды оптически более плотной в среду оптически менее плотную?
Луч отклоняется от перпендикуляра, то есть преломляется в сторону большей скорости.
1. В чём заключается явление полного внутреннего отражения света?
Когда свет переходит из более плотной среды в менее плотную и угол падения больше предельного, свет не выходит наружу, а полностью отражается внутрь среды.
2. Можно ли наблюдать полное внутреннее отражение света при переходе света из воздуха в воду? Почему?
Нет, нельзя. Это явление возможно только при переходе из более плотной среды (например, воды) в менее плотную (например, воздух), но не наоборот.
3. Какой угол называют предельным углом полного внутреннего отражения?
Это минимальный угол падения, при котором происходит полное внутреннее отражение. Если угол меньше — часть света выходит наружу.
4. Приведите примеры применения явления полного внутреннего отражения света.
Оптоволоконная связь, медицинские эндоскопы, призматические отражатели в светоотражающих элементах (например, на дорожных знаках или велосипедах).
5. Объясните, почему призма, сечение которой изображено на рисунке 176, «оборачивает» лучи.
Потому что внутри призмы свет несколько раз полностью отражается от границ. Углы и материал призмы подобраны так, что луч полностью изменяет направление на противоположное.
1. Начертите ход лучей в перископе» в котором для поворота лучей используются призмы. Как должны быть расположены эти призмы?
Для перископа используются две одинаковые прямоугольные призмы. Они расположены под углом 45° к направлению наблюдения. Одна призма принимает падающий световой луч сверху и отражает его на горизонтальный участок, вторая — снова изменяет направление луча, направляя его в глаз наблюдателя.
Призмы должны быть повернуты так, чтобы внутренняя грань, где происходит полное внутреннее отражение, находилась под углом к падающему лучу.
2. Начертите ход лучей 1 и 2 в призме, сечение которой изображено на рисунке 177 (АВ = АС, /ВАС = 90°). Объясните выполненное построение.
Так как AB = AC и ∠BAC = 90°, треугольник ABC — равнобедренный прямоугольный. Луч 1 падает на грань AB, входит в призму, преломляется, затем попадает на гипотенузу BC и отражается внутрь. Луч 2 аналогично: входит через AC, отражается от BC, и выходит через AB. Построение основано на законах преломления и полного внутреннего отражения. Углы при BC достаточны для полного отражения, поскольку призма из стекла, а наружная среда — воздух.
3. Чем отличается явление отражения света от явления полного внутреннего отражения?
Отражение света — это когда часть света возвращается от поверхности обратно в среду, не проходя в другую. Оно наблюдается при любом угле падения.
Полное внутреннее отражение — это частный случай, когда свет полностью отражается внутри среды, не переходя в другую. Оно происходит только при переходе из более плотной среды в менее плотную и при угле падения больше предельного.