Явления, происходящие на границе двух сред с различным показателем преломления

Материал подготовила Дарья Иголкина

Если свет падает на поверхность (геометрическая плоскость, которая разделяет одну оптическую среду от другой), то он частично отразится и частично пройдет сквозь поверхность. На рисунке изображен падающий на частично отражающую поверхность луч. Он отражается (по закону отражения) и преломляется во вторую среду. Изгиб световых лучей на поверхности между двумя оптическими средами называется преломлением. Прежде чем детально рассмотреть процесс преломления, необходимо описать оптические среды в терминах показателя преломления.

Две прозрачных оптических среды, формирующие поверхность, отличаются друг от друга константой, называемой показателем преломления, обычно обозначающейся буквой n. Показатель преломления для любой прозрачной оптической оси определен как отношение скорости света в вакууме к скорости света в среде.

n=c/v, где n - показатель, или коэффициент преломления, с - скорость света в вакууме, v - скорость света в среде

Показатель преломления для вакуума равен 1. Для воздуха и большинства газов он близок к единице и в расчетах принимается как 1.0. Для других материалов значение показателя преломления больше единицы. В таблице представлены показатели преломления некоторых материалов.

Чем больше показатель преломления среды, тем меньше скорость света в этой среде и тем больше свет изгибается при переходе из воздуха в другую среду. На рисунке показаны два общих случая: в первом случае свет падает из среды с меньшим показателем преломления в среду с большим показателем преломления; во втором случае – из среды с большим показателем преломления в среду с меньшим показателем преломления. Во втором случае (с большим - с меньшим) преломленный луч света удаляется от нормали. Полезно запомнить эти эффекты, т.к. они помогают правильно определить отклонение луча в оптических средах.