Презентація на тему:
Повне відбивання світла

Повне відбивання світла Розділ V. Електромагнітні хвилі, 11 клас Розробив вчитель вищої категорії Канівської ЗОШ І-ІІІ ступенів №4 Шатило Сергій Сергійович

Приклади відбивання світла

Задача: Промінь світла падає із води на межу поділу «вода-повітря» під кутом 50°. Знайти кут заломлення променя у повітрі. Розв’язання І спосіб. Враховуючи, що α1=50°, п1=1,33, п2=1,00029≈1, шукаємо α2 за допомогою закона заломлення світла. Маємо п1∙sin α1= п2∙sin α2, звідки sin α2=1,33 ∙0,766=1,0188. Синус кута більший від одиниці! Парадокс. ІІ спосіб. Врахуємо показник заломлення повітря. Маємо Синус кута більший від одиниці! Парадокс.

Дослід. Заломлення світлового променя при різних кутах падіння на межу «скло-повітря»: а) кут падіння – біля 30°; б) кут падіння – біля 40°; в) кут падіння дорівнює куту повного відбивання Рис. 1.

Якщо збільшувати кут падіння α, то досягнувши граничного значення кута α (назвемо його кутом повного внутрішнього відбиття), β = 90°. При цьому куті падіння і більших кутах заломлений промінь вже не може проникнути в друге середовище, а відбивається – відбувається повне внутрішнє відбиття світла. Кут падіння, за якого все світло починає повністю відбиватися в перше середовище, називається граничним кутом повного відбивання. Закон заломлення світла дозволяє пояснити цікаве і практично важливе явище – повне відбиття світла. Рис.1

Знайдемо зв’язок граничного кута повного відбивання з відносним показником заломлення оптично більш густого середовища. де n1 – відносний показник заломлення другого (менш густого) середовища; n – відносний показник першого середовища. В цьому випадку закон заломлення запишемо так Якщо кут падіння дорівнює граничному, то кут заломлення дорівнює 90°. Отже, sin =1 і

Явище повного внутрішнього відбиття легко спостерігати на простому досліді. Налийте в склянку воду і підніміть її дещо вище рівня очей. Поверхня води, якщо розглядати її знизу крізь склянку, здаватиметься блискучою, неначе срібною, це і буде явищем повного внутрішнього відбивання світла. Повне внутрішнє відбиття використовують у волоконній оптиці. Це явище зумовило революцію в передаванні інформації, широко використовується в медицині.

Промінь світла, спрямований на торець скляного стрижня, поширюватиметься в ньому на значні відстані практично без послаблення. При цьому світло не виходитиме за межі скляного стрижня, зазнаючи численних відбивань на межі скло—повітря. На поширення світла не впливає форма стрижня. З багатьох таких стрижнів-волокон виготовляють волоконні світловоди, за допомогою яких передають зображення.

Поняття граничного кута повного відбивання лежить в основі дії багатьох приладів Рефрактометр - пристрій, призначений для визначення показника заломлення рідини. У медицині рефрактометри застосовуються для визначення концентрації речовини у розчині (наприклад, вмісту білка в сироватці крові). Повне внутрішнє відбивання лежить в основі проведення світла по світловолокну: Світловоди, що складаються з кількох десятків світловолокон, застосовують в ендоскопах. Ендоскоп - прилад для розглядання внутрішніх порожнин тіла людини. Для оптичних спостережень мікроскопічних об'єктів використовують мікроскопи, які дають збільшення до 1000 разів.

Висновки При переході променя з оптично більш густого середовища в оптично менш густе може спостерігатись явище повного відбивання, коли промінь в друге середовище не переходить, а відбивається від межі. Найменший кут падіння, при якому вже відбувається повне відбивання, називається граничним кутом повного відбивання.