Соотношение между волновой и геометрической оптикой (окончание)

Объяснение законов отражения и преломления света с помощью волновой теории

Когда плоская волна падает на границу раздела двух сред, каждая точка границы становится источником вторичных сферических волн. Они распространяются в обе стороны от границы раздела (рис. 25.5).

Рис. 25.5

Огибающая вторичных волн, возвращающихся в первую среду, представляет собой фронт отражённой волны.

Используя геометрические построения (см. задание 13), можно доказать, что угол отражения равен углу падения.

Огибающая же вторичных волн, идущих во вторую среду, представляет собой фронт преломлённой волны.

Обозначим скорость света в первой среде υ₁ а во второй — υ₂. Используя геометрические построения (см. задание 14), можно доказать, что углы падения и преломления при переходе света из первой среды во вторую связаны со скоростями света в этих средах соотношением

6. Используя формулу (1) и закон преломления света, объясните, почему

Рис.

где n — относительный показатель преломления света при переходе из первой среды во вторую.

7. Объясните, почему из формулы (2) следует, что

показатель преломления среды n равен отношению скорости света с в вакууме к скорости света υ в этой среде:

Формула (3) раскрывает физический смысл показателя преломления.

8. Где скорость света больше — в воде или в воздухе? Во сколько раз больше?

Итак, волновая теория света объясняет законы отражения и преломления света, а также раскрывает физический смысл показателя преломления.

Таким образом,

законы геометрической оптики являются следствиями волновой теории света, когда длина световой волны намного меньше размеров препятствий.

<<< К началу