Прохождение света через границу раздела двух сред с разными абсолютными показателями преломления описывается законом преломления. Возможные варианты хода лучей в зависимости от соотношения показателей преломления сред изображены на рис.
Рассмотрим более подробно случай, когда свет из среды с большим показателем преломления проникает в среду с меньшим показателем преломления.
По мере увеличения угла падения увеличивается и угол преломления. При некотором значении угла падения aпр (назовем его предельным) преломленный луч распространяется вдоль границы раздела (b = p/2). Если световой луч пустить на границу под углом a > aпр, то он вообще не проникает во вторую среду. Вся световая энергия отражается, что и является полным внутренним отражением.
Условия наблюдения явления полного внутреннего отражения:
- | n1 < n2, т.е. свет идет из среды более плотной в среду менее плотную; |
- | угол падения больше предельного угла a > aпр. При этом выполняется соотношение: sin(aпр) = n2/n1. |
Миражи. Существует множество явлений. Например, миражи. Они возникают в результате неоднородности атмосферы. Суть явления заключается в этом. Имеется ли реальный объект? Да.
|
|
Существует два типа миражей. Один из них верхний, а другой нижний.
Нижний мираж появляется под предметом, при чем изображение предмета перевернуто. В жаркий «летний» день воздух сильно нагревается и его плотность с возвышением над землей увеличивается. А от этого меняется коэффициент преломления. Нужно понимать, что он изменяется плавно, нет резкой границы. Если луч переходит из среды с разным коэффициентом преломления (n), то происходит полное внутреннее отражение. Допустим, мы имеем дело с резкой границей сред. Изображение экстраполируем по прямой линии в точку 1. Водная поверхность, отражение неба.
Верхний мираж – «летучий Голландец». Есть изображение судна далеко за горизонтом. Изображение экстраполируем «в небеса».
Выпуклость линии направлена в сторону уменьшения показателя преломления. Показатель преломления выше в нижних слоях воздуха.
Фронт волны – геометрические точки, куда дошла волна за время t.