Как преломляются лучи разных цветов при переходе из одной среды в другую?
Дисперсия – явление разложения белого света в спектр. Белый цвет имеет сложную структуру, состоящий из нескольких цветов. При падении света на границу раздела двух прозрачных сред световые лучи различной цветности преломляются по разному (наиболее сильно-фиолетовые лучи, менее других- красные).
Какой цвет преломляется больше других?
Из-за дисперсии света капли по-разному преломляют и отклоняют свет разных цветов: сильнее всего преломляются и отклоняются лучи с наименьшей длиной волны (фиолетовый цвет), а слабее всего — с наибольшей (красный цвет).
Какие лучи преломляются меньше всего?
Красные лучи преломляются меньше других, так как их скорость в веществе наибольшая. Зависимость показателя преломления среды от цвета световых лучей называют дисперсией. Тела, имеющие синюю окраску, рассеивают в основном синие лучи, а остальные поглощают.
Какой цвет сильнее всего отклоняется?
Чем оптически плотнее среда, тем больше показатель преломления, тем меньше скорость света в веществе. Поэтому лучи фиолетовой части спектра преломляются сильнее (отклоняются на больший угол) по сравнению с лучами красного света, которые имеют большую длину волны (меньшую частоту).
Почему красный цвет располагается выше а фиолетовый ниже в спектре?
у света красного цвета фазовая скорость распространения в среде максимальна, а степень преломления — минимальна, у света фиолетового цвета фазовая скорость распространения в среде минимальна, а степень преломления — максимальна.
Почему разные цвета преломляются по разному?
При падении света на границу раздела двух прозрачных сред световые лучи различной цветности преломляются по разному (наиболее сильно-фиолетовые лучи, менее других- красные).
Какие цвета сильнее преломляются?
Лучи какого цвета преломились сильнее? Фиолетовые лучи преломляются сильнее, красные лучи слабее всех остальных. Зависимость показателя преломления света от его цвета или длины волны (или от скорости распространения) Ньютон назвал дисперсией.
Какой цвет Хуже всего преломляется?
Наиболее сильно преломляются фиолетовые лучи, меньше других – красные. Зависимость показателя преломления света от его цвета Ньютон назвал дисперсией.
Почему свет разного цвета?
Каждая волна – это излучаемая световая энергия, то есть красная волна излучает красный свет, оранжевая – оранжевый, зеленая – зеленый и т. д. Когда все семь волн излучаются одновременно, мы видим спектр цветов.
Какой цвет мы не видим?
Красно-зеленый и желто-синий — это своего рода невидимые для человеческого глаза цвета, которые еще называют «запрещенными». Их световые частоты в человеческом глазу автоматически нейтрализуют друг друга.
Как называется результат разложения дисперсия света на лучи разных цветов?
Проходя через призму, луч солнечного света не только преломляется, но и разлагается на различные цвета. Дисперсией называется явление разложения света на цвета при прохождении света через вещество.
Как преломляются лучи разных цветов при переходе из одной среды в другую? Ответы пользователей
При переходе в среду луч преломляется, и его дальнейший ход показан на рис. 1. Рис. 1. Преломление луча на границе «воздух–среда«. В точке падения .
При переходе из одной среды в другую меняется скорость распространения света, . Луч красного цвета преломляется меньше из-за того, .
Преломление света — это явление, при котором световые лучи изменяют направление движения при переходе из одной среды в другую.
Причина преломления – в разнице скоростей света в разных средах. . что причина изменения направления света при переходе из одной среды в другую – это .
При переходе вещества из одной оптической среды в другую с такой же . (угол между падающим лучом и границей раздела равен 90°), то луч не преломляется.
При переходе из одной среды в другую изменяются скорость света и длина волны, а частота, . белая бумага отражает все падающие на нее лучи различных цветов
При переходе из одной среды в другую изменяются скорость света и длина . белая бумага отражает все падающие на нее лучи различных цветов;.
При переходе из одной среды в другую луч света изменяет направление на границе сред (рис. 144). . что белый свет состоит из смеси разных цветов, а также, .
Преломление света. Закон преломления света — Перышкин А.В., 7, 8, 9 классы.
1308. Возможно ли, чтобы луч проходил через границу раздела двух различных сред, не преломляясь? Если да, то при каком условии?
Да. При условии вертикального падения на границу раздела двух различных сред.
1309. Какова скорость света:
а) в воде,
б) в стекле,
в) в алмазе?
1310. Вычислите показатель преломления стекла относительно воды при прохождении луча света из воды в стекло.
1311. На рисунке 161 изображен луч, который идет наклонно к грани стеклянной пластинки, а затем выходит в воздух. Начертите ход луча в воздухе.
1312. На рисунке 162 показан луч, который падает из воздуха на грань стеклянной пластинки, проходит ее и выходит в воздух. Начертите ход луча.
1313. Луч из воздуха идет в среду А (рис. 163). Найдите показатель преломления среды А.
1314. Оптическая плотность воздуха увеличивается с приближением к поверхности Земли. Как это повлияет на ход луча, входящего в атмосферу:
а) вертикально,
б) наклонно?
А) для луча входящего в атмосферу вертикально будет уменьшаться скорость
Б) для луча входящего в атмосферу наклонно будет уменьшаться скорость и искривляться траектория.
1315. Когда вы смотрите через толстое стекло, предметы кажутся вам смещенными. Почему?
Потом что проходя через стекло лучи света преломляются. Тем самым меняя свое направление.
1316. Почему планеты на небе светятся ровным светом, а звезды мерцают?
1317. Луна имеет форму шара, но нам с Земли ее поверхность кажется плоской, а не выпуклой. Почему?
1318. Когда мы смотрим сквозь воду вниз, на дно водоема, она кажется ближе, чем есть на самом деле. Почему?
Потому что свет преломляется, проходя через линию раздела вода-воздух. И дно кажется ближе чем оно есть на самом деле.
1319*. Прочтите предыдущую задачу. Определите, во сколько раз действительная глубина больше кажущейся.
1320*. Камень лежит на дне реки на глубине 2 м (рис. 164). Если смотреть на него сверху, то на какой глубине он нам будет казаться?
1321. Прямой стержень опущен в воду (рис. 165). Наблюдатель смотрит сверху. Каким ему представится конец стержня?
Стержень под водой будет казаться ближе, чем он есть на самом деле. Из-за преломления лучей на границе вода-воздух.
1322. В воде находится полая стеклянная призма, заполненная воздухом. Начертите ход луча, падающего на одну из преломляющих граней такой призмы. Можно ли сказать, что такая призма дважды отклоняет к основанию проходящий через нее луч света?
При прохождении луча из воды в воздух, луч отклоняется вверх по горизонтали, т.к. угол преломления в воздухе больше угла падения в воде. Пройдя сквозь призму, луч падает на границу раздела воздух-вода. Затем преломляется отклоняясь еще немного вверх.
1323. Показатель преломления воды 1,33, скипидара 1,51. Найдите показатель преломления скипидара относительно воды.
1325. Определите скорость света в алмазе, показатель преломления которого 2,4.
1326. Начертите ход луча при переходе его из стекла в воздух, если угол падения составляет 45°, а показатель преломления стекла 1,72.
1327. Найдите предельный угол полного внутреннего отражения для каменной соли (n=1.54).
1328. Определите смещения луча при прохождении через плоскопараллельную стеклянную пластинку толщиной d=3 см, если луч падает под углом 60°. Показатель преломления стекла n=1,51.
1329. Найдите положение изображения объекта, расположенного на расстоянии 4 см от передней поверхности плоскопараллельной пластинки толщиной 1 см, посеребренной с задней стороны, считая, что показатель преломления вещества пластинки равен 1,51.
1330. Толстая стеклянная пластинка плашмя целиком погружена в воду. Начертите ход луча, идущего из воздуха через воду и пластинку. (Стекло – среда оптически более плотная, чем вода).
1331. Иногда предметы, наблюдаемые нами через окно, кажутся искривленными. Почему?
Потому что стекло не идеально ровное и гладкое. Это из-за неодонородного распределения оптической плоскости стекла.
1332. На рисунке 166 показан точечный источник света S, расположенный перед трехгранной призмой. Если смотреть на S через призму, то в каком месте нам будет казаться эта точка? Начертите ход лучей.
1333. Световой луч идет перпендикулярно одной из граней стеклянной прямоугольной трехгранной призмы (рис. 167). Начертите ход луча через призму.
1334*. Пустая стеклянная пробирка опущена в стакан с водой. Свет падает так, как показывает стрелка на рисунке 168. В этом случае пробирка, если смотреть на нее сверху, кажется зеркальной. Почему?
Из-за полного отражения она кажется блестящей как зеркало. При переходе зеркала из воздуха в пробирке в воду он полностью отражается.
1335. Луч света падает из воздуха в стекло так, что при угле падения, равном 45°, угол преломления равен 28°. Определите показатель преломления стекла.
1336. Каков угол преломления луча света при переходе из воздуха в воду, если угол его падения равен 50°?
1337. Луч света падает на поверхность воды из воздуха. Угол преломления луча в воде равен 30°. Каков угол падения?
1338. Определите угол преломления луча света, который переходит из воды в воздух, падая под углом 45°.
1339*. При падении луча света на кварцевую пластинку (показатель преломления 1,54) угол между отраженным и преломленным лучами равен 90°. Определите угол падения луча.
Самостоятельная работа по физике Преломление света. Физический смысл показателя преломления 9 класс
Самостоятельная работа по физике Преломление света. Физический смысл показателя преломления 9 класс с ответами. Самостоятельная работа представлена в двух вариантах, в каждом по 3 задания.
Вариант 1
1. Сформулируйте закон преломления света.
2. Показатель преломления стекла больше показателя преломления воды. Какая из этих сред оптически более плотная?
3. Световой луч падает на границу раздела двух сред воздух — стекло (рис. 109).
Какой луч — 1, 2, 3 или 4 — правильно указывает ход преломленного луча?
Вариант 2
1. В чем заключается физический смысл относительного и абсолютного показателей преломления света?
2. Показатель преломления стекла больше показателя преломления воды. В какой из этих сред скорость света меньше?
3. Световой луч преломляется при переходе из одной среды в другую (рис. 110).
Определите, какая из двух сред обладает большей оптической плотностью. Ответ обоснуйте.
Ответы на самостоятельную работу по физике Преломление света. Физический смысл показателя преломления 9 класс
Вариант 1
1. Лучи падающий, преломленный и перпендикуляр, проведенный к границе раздела двух сред в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Формула: sinα /sinγ = n21.
2. Стекло — более оптически плотная среда.
3. Луч 4 правильно указывает ход преломленного луча.
Вариант 2
1. Относительный показатель преломления второй среды относительно первой — это физическая величина, равная отношению скоростей света в этих средах: n21 = ν1 /ν2. Абсолютный показатель преломления — это физическая величина равная отношению скорости, света в вакууме к скорости света в данной среде: n21 = c /ν.
2. В стекле скорость света меньше, потому что, чем больше оптическая плотность среды, тем с меньше скорость света в ней.
3. Большей оптической плотностью обладает первая среда, потому что угол преломления больше угла падения.
Закон преломления света
Мы уверены, что вы хотя бы раз в жизни задумывались, откуда берется радуга. Даже малышам известно, что она появляется на небе после дождя, но почему происходит это явление? А если вы посмотрите на свои ноги, погруженные в воду, то они будут казаться искаженными, словно волнистыми. И еще пример странности: если поставить ложку в прозрачный стакан с водой, на границе раздела двух сред она будет выглядеть согнутой.
· Обновлено 23 июня 2023
Интересно, но все перечисленные выше явления происходят по одной и той же причине — преломление лучей света. Сегодня мы подробно изучим его, а также поговорим про оптическую плотность различных сред, законы оптики и даже применим знания тригонометрии к физическим процессам. Будет очень интересно, так что не переключайтесь!
Что такое преломление света в физике
Здесь мы будем говорить только о прозрачных средах и веществах. Например о воздухе, воде, стекле, прозрачных кристаллах. То есть если лучи света из одной прозрачной среды переходят в другую прозрачную среду, то луч света в месте их соприкосновения исказится. Он изменит направление, в котором распространяется его движение. При этом, скорость распространения в другой среде тоже изменится, но об этом поговорим чуть позже.
Дисперсия света и оптическая плотность среды
Теперь, когда вы знаете о преломлении лучей, попробуйте объяснить возникновение радуги. Верно! Солнечные лучи распространяются в воздухе и встречают на своем пути мельчайшие капельки воды. Когда лучи проходят через них, они преломляются. Помимо этого, преломляясь, белый луч света будто расщепляется на радужный спектр от красного до фиолетового цветов, рождая при этом радугу.
Теперь вам может стать интересно, реально ли получить радугу самим, в условиях эксперимента. Если да, то нам нравится ваше научное любопытство! Самостоятельно получить радугу возможно, и впервые этот опыт проделал ученый Исаак Ньютон. Он направил световой луч через прозрачную стеклянную призму и получил радужный спектр.
Внимательно посмотрите на картинку. Световой луч, если бы не разница в оптической плотности между воздухом и стеклом, не изменил бы свое направление. Он продолжил бы двигаться, как ни в чем не бывало. Но по законам геометрической оптики, он был вынужден исказиться дважды: при переходе из воздуха в стекло и еще раз, при переходе из стекла в воздух. Этот излом луча происходит благодаря такому показателю, как оптическая плотность среды.
Этот показатель можно сравнить с обыкновенной плотностью. Только представьте: луч света распространяется в воздухе. Воздух — это газ, он состоит из бесконечного множества молекул. Расстояние между ними достаточно велико, что позволяет свету распространяться без каких-либо помех. При переходе из воздуха в воду (или стекло, кристалл), луч «замечает»: вещество также состоит из мельчайших частиц, но они расположены друг к другу ближе. «Проталкиваясь» среди молекул, луч теряет свою скорость. Это можно сравнить с тем, как вы бы проходили через толпу на танцполе к сцене, где выступает ваша любимая группа. Быстро это сделать точно бы не получилось.
Угол падения и угол преломления луча
Давайте посмотрим на процесс преломления с точки зрения геометрии. Для этого обратимся к схеме ниже.
Угол α на картинке — угол падения — это угол между падающим лучом и перпендикуляром, проведенным в точку падения луча на границу раздела сред. Угол γ — угол преломления — это угол между преломленным лучом и перпендикуляром, проведенным в точку падения луча на границу раздела сред.
Теперь рассмотрим картинку ниже и разберемся, как меняется угол преломления света при переходе в вещества разной плотности оптической среды.
Из иллюстрации можно сделать такие выводы:
При переходе света из менее плотной оптической среды в более плотную, скорость уменьшается, и угол преломления меньше угла падения.
При переходе света из более плотной оптической среды в менее плотную, скорость увеличивается, и угол преломления больше угла падения.
При переходе света из одной среды в другую с такой же оптической плотностью, скорость распространения не изменяется, и угол падения равен углу преломления.
Показатель преломления лучей света
Сейчас вы можете задуматься о том, относительно чего искажается луч света. Может, есть какие-то физические величины или показатели, которые показывают степень излома луча? Да, такие в физике имеются. За эти характеристики отвечают показатели преломления: абсолютный и относительный. Рассмотрим их все.
Абсолютный показатель преломления света
Абсолютный показатель преломления обозначается буквой [n]. Его можно рассчитать по формуле:
с — скорость света в вакууме (с=3 * 10 8 м/с),
v — скорость распространения света в среде.
Эта величина показывает, во сколько раз меняется скорость света при переходе из вакуума в воздух, воду, стекло и т. д. Абсолютный показатель преломления n некоторых веществ можно найти в таблице ниже.
Как мы видим, абсолютный показатель преломления воздуха равен 1. Это означает, что при переходе из вакуума в воздух, луч света никак не искажается. А вот при переходе из вакуума в алмаз, скорость распространения света уменьшается почти в 2,5 раза!
Относительный показатель преломления
Этот показатель указывает на то, во сколько раз изменится скорость распространения луча при переходе из одной среды в другую. Его можно рассчитать по такой формуле:
n1 — показатель преломления 1-й среды,
n2 — показатель преломления 2-й среды.
Закон преломления света
Давайте разберемся, как мы можем найти угол преломления и угол падения, если знаем относительный или абсолютный показатель. В этом нам помогут законы преломления света. В свое время их изучал голландский математик Виллеброрд Снелл, именно поэтому их часто называют законами Снеллиуса или Снелла.
Рассмотрим формулировку законов преломления.
Падающий и преломленный лучи, а также перпендикуляр к границе раздела двух сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости.
Отношение синуса угла падения α к синусу угла преломления γ — это постоянная величина для двух данных сред:
Благодаря этой формуле мы можем найти угол преломления и угол падения. Круто, правда?
Если вы не сильно дружны с математикой, а от синусов и косинусов хочется упасть в обморок — не расстраивайтесь! Чтобы решать задачи о преломлении света, вам не нужно знать мельчайшие нюансы тригонометрии. Достаточно запомнить формулу, а также иметь при себе великую таблицу Брадиса. Это такая таблица, в которой записаны все значения тригонометрических функций углов от нуля до 90 градусов. А значит, не нужно ничего заучивать и запоминать — можно просто воспользоваться готовыми данными.
Мнимое изображение, которое образовано преломлением лучей
Давайте вспомним еще пару примеров, о которых говорили ранее: об «изломанной» ложке и «волнистых» ногах в бассейне. Давайте попытаемся объяснить их с точки зрения законов физики.
Преломление лучей, как и отражение света плоским зеркалом, создает обманчивое изменение положения источника света. Причем оно будет различным для лучей, которые падают на границу раздела двух сред под разными углами. Именно поэтому нам только кажется, что ложка сломана — такой ее делают преломляющиеся лучи света.
В разных устройствах применяют эти свойства преломления, когда пропускают лучи света через стеклянную призму и через их сочетания. Например, как это делал Исаак Ньютон в эксперименте, который мы рассмотрели ранее. Ниже — схема преломления лучей через разные виды призм.
Полное внутреннее отражение
Последнее, что мы обсудим сегодня, касается процесса полного внутреннего отражения. Давайте разберемся, как он связан с преломлением.
Интересно, что явление полного внутреннего отражения используется в волоконной оптике — для передачи световых сигналов на большие расстояния.
В свою очередь, волоконную оптику используют во многих отраслях науки и искусства: в медицине, телекоммуникациях, датчиках различного спектра и освещении.
Примеры задач
Теперь попробуем решить задачку и заодно повторим все, о чем сегодня поговорили.
Задание № 1
Известно, что показатель преломления воздуха и некоторой среды равен 3. Если угол между лучом и границей двух сред 30°, то каким будет угол преломления?
Решение
Воспользуемся формулой, описанной во втором законе преломления:
Проанализировав текст задачи, мы видим, что нам дано значение угла между лучом и границей, а не угол падения. Найдем угол падения:
∠α = 90 – 30 = 60.
Выразим из формулы:
sin(y) = sinα / n21.
Подставим значения и рассчитаем угол преломления:
Ответ: 30°.
Если вы хотите детально разобраться в законах отражения и преломления света, а также попрактиковаться в решении задач, приходите на онлайн-курсы физики в школу Skysmart! Там вы не только станете экспертом в школьных темах, но еще подготовитесь к экзаменам, а также превратитесь в настоящих ученых с нашими опытами и лабораторными работами. Ждем вас, юные ученые, и до новых встреч!