Рефракция что это в физике
Преломление света
В предыдущих параграфах мы изучили явление отражения света. Познакомимся теперь со вторым явлением, при котором лучи меняют направление своего распространения. Это явление – преломление света на границе раздела двух сред. Взгляните на чертежи с лучами и аквариумом в § 14-б. Луч, выходящий из лазера, был прямолинейным, но, дойдя до стеклянной стенки аквариума, луч изменил направление – преломился.
Преломлением света называют изменение направления луча на границе раздела двух сред, при котором свет переходит во вторую среду (сравните с отражением). Например, на рисунке мы изобразили примеры преломления светового луча на границах воздуха и воды, воздуха и стекла, воды и стекла.
Из сравнения левых чертежей следует, что пара сред «воздух-стекло» преломляет свет сильнее, чем пара сред «воздух-вода». Из сравнения правых чертежей видно, что при переходе из воздуха в стекло свет преломляется сильнее, чем при переходе из воды в стекло. То есть, пары сред, прозрачные для оптических излучений, обладают различной преломляющей способностью, характеризующейся относительным показателем преломления. Он вычисляется по формуле, указанной на следующей странице, поэтому может быть измерен экспериментально. Если в качестве первой среды выбран вакуум, то получаются значения:
| Вакуум | 1 | Вода | 1,33 |
| Воздух | 1,0003 | Глицерин | 1,47 |
| Лёд | 1,31 | Стекло | 1,5 – 2,0 |
Эти значения измерены при 20 °С для жёлтого света. При другой температуре или другом цвете света показатели будут иными (см. § 14-з). При качественном рассмотрении таблицы отметим: чем больше показатель преломления отличается от единицы, тем больше угол, на который отклоняется луч, переходя из вакуума в среду. Поскольку показатель преломления воздуха почти не отличается от единицы, влияние воздуха на распространение света практически незаметно.
Закон преломления света. Чтобы рассмотреть этот закон, введём определения. Угол между падающим лучом и перпендикуляром к границе раздела двух сред в точке излома луча назовём углом падения ( a ). Аналогично, угол между преломлённым лучом и перпендикуляром к границе раздела двух сред в точке излома луча назовём углом преломления ( g ).
При преломлении света всегда выполняются закономерности, составляющие закон преломления света: 1. Луч падающий, луч преломлённый и перпендикуляр к границе раздела сред в точке излома луча лежат в одной плоскости. 2. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления – постоянная величина, не зависящая от углов:
 | n – относительный показатель преломления a – угол падения луча g – угол преломления луча |
Применяют и качественную трактовку закона преломления света: при переходе света в оптически более плотную среду луч отклоняется к перпендикуляру к границе раздела сред. И наоборот.
Принцип обратимости световых лучей. При отражении или преломлении света падающий и отражённый лучи всегда можно поменять местами. Это означает, что ход лучей не изменится, если изменить их направления на противоположные. Многочисленные опыты подтверждают: при этом «траектория» хода лучей не меняется (см. чертёж).
Преломление
Кажущееся преломление прямых предметов, косо пересекающих границу раздела сред с разной оптической плотностью.
Преломле́ние (рефра́кция) — изменение направления распространения волн (лучей) электромагнитного излучения, возникающее на границе раздела двух прозрачных для этих волн сред или в толще среды с непрерывно изменяющимися свойствами, в частности – в которых скорость распространения неодинакова. Осуществляется преломление волн по общему закону для электромагнитных и акустических волн.
Преломление света на границе двух сред даёт парадоксальный зрительный эффект: пересекающие границу раздела прямые предметы в более плотной среде выглядят образующими больший угол с нормалью к границе раздела (то есть преломлёнными «вверх»); в то время как луч, входящий в более плотную среду, распространяется в ней под меньшим углом к нормали (то есть преломляется «вниз»). Этот же оптический эффект приводит к ошибкам в визуальном определении глубины водоёма, которая всегда кажется меньше, чем есть на самом деле.
Преломление света в атмосфере Земли приводит к тому, что мы наблюдаем восход Солнца несколько раньше, а закат несколько позже, чем это имело бы место при отсутствии атмосферы. По той же причине вблизи горизонта диск Солнца выглядит заметно сплющенным вдоль вертикали.
Содержание
Физика явления
Измерение углов падения и преломления луча света
Построение преломлённой волны с помощью принципа Гюйгенса — Френеля
Преломление волновых фронтов на поверхности раздела двух сред
Преломление наблюдается, когда фазовые скорости электромагнитных волн в контактирующих средах различаются. В этом случае полное значение скорости волны должно быть разным по разные стороны границы раздела сред. Однако если проследить движение, например, гребня волны вдоль границы раздела — то соответствующая скорость должна быть одинаковой для обеих «половинок» волны (поскольку при пересечении границы максимум волны остается максимумом, и наоборот; то есть можно говорить о синхронизации падающей и прошедшей волны во всех точках границы, см. верхний рисунок). Из простого геометрического построения получаем, что скорость движения точки пересечения гребня 
с линией, наклонённой к направлению распространения волны под углом , будет равна , где — скорость распространения волны.
Это ясно из того, что, пока гребень волны пройдёт в направлении своего распространения (то есть перпендикулярно гребню) расстояние, равное катету треугольника, точка пересечения гребня с границей пройдёт расстояние, равное гипотенузе, а отношение этих расстояний, равное синусу угла, и есть отношение скоростей.
Тогда, приравняв скорости вдоль границы раздела для падающей и прошедшей волн, получим , что эквивалентно закону Снелла, поскольку показатель преломления определяется как отношение скорости электромагнитного излучения в вакууме к скорости электромагнитного излучения в среде: .
В итоге на границе раздела двух сред наблюдается преломление луча, качественно состоящее в том, что углы к нормали к границе раздела сред для падающего и преломлённого луча отличаются друг от друга, то есть ход луча вместо прямого становится ломаным — луч преломляется.
Заметим, что практически тождественным способом вывода закона Снелла является построение прошедшей волны с помощью принципа Гюйгенса — Френеля (см. рисунок).
При движении волны в средах с разными показателями преломления её частота сохраняется, а длина волны изменяется пропорционально скорости.
В изотропной среде для синусоидальной волны, характеризуемой частотой и волновым вектором, перпендикулярным направлению распространения волны, соображения, что составляющая волнового вектора, параллельная границе раздела, должна быть одинаковой до и после прохождения этой границы, приводят к такому же виду закона преломления.
Дополнительно стоит отметить, что волновой вектор фотона равен вектору его импульса, делённому на постоянную Планка, и это дает возможность естественной физической интерпретации закона Снелла как сохранения проекции импульса фотона на пересекаемую им границу раздела сред.
Полное преломление
Тесно связано с преломлением такое явление, как отражение от границы прозрачных сред. В каком-то смысле это две стороны одного и того же явления. Так, например, явление полного внутреннего отражения связано с тем, что преломлённой волны, которая бы удовлетворяла закону Снелла, для некоторых углов падения не находится, и волне приходится полностью отражаться.
Если вертикально поляризованная волна падает на поверхность раздела под углом Брюстера, то будет наблюдаться эффект полного преломления — отражённая волна будет отсутствовать.
Рефракция
Полезное
Смотреть что такое «Рефракция» в других словарях:
РЕФРАКЦИЯ — (ново лат., от предл. re, и fractus сломанный). Изменение направления луча света при переходе через другую среду. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. РЕФРАКЦИЯ в физ. преломление лучей света. В… … Словарь иностранных слов русского языка
рефракция — и, ж. refraction, нем. Refraktion <лат. refractus преломленный. 1. Преломление световых лучей в атмосфере, проявляющееся в кажущемся смещении или изменении формы удаленных объектов. БАС 1. С другой стороны Днестра вид главного штаба, лагерь,… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
РЕФРАКЦИЯ — (от лат. refringere отражать, разламывать), оптическая установка глаза в. состоянии покоя аккомодации. Глаз как оптический аппарат построен по типу фотографической камеры. В глазу, так же как в фотографической камере, отличают две основные… … Большая медицинская энциклопедия
РЕФРАКЦИЯ — (преломление), изгиб волны, например, световой или звуковой, когда она пересекает границу между двумя прозрачными средами, такими как воздух и стекло, и подвергается изменению скорости. Падающая волна (ударяющая о поверхность), отраженная волна и … Научно-технический энциклопедический словарь
рефракция — искривление, эмметропия, преломление Словарь русских синонимов. рефракция сущ., кол во синонимов: 7 • искривление (39) • … Словарь синонимов
Рефракция — преломление лучей света в земной атмосфере. Если быатмосфера была однородна, то лучи света, преломившись на ее пределе,распространялись бы далее прямолинейно. На самом деле плотность воздухаот границы атмосферы до поверхности земли постепенно… … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона
РЕФРАКЦИЯ — РЕФРАКЦИЯ, рефракции, мн. нет, жен. (лат. refractio Преломление). Преломление светового луча (физ.). || Кажущееся смещение видимого небесного тела, происходящее вследствие преломления лучей в земной атмосфере (астр.). Поправка на рефракцию.… … Толковый словарь Ушакова
РЕФРАКЦИЯ — РЕФРАКЦИЯ, и, жен. (спец.). Преломление светового луча в атмосфере, а также изменение направления звуковых колебаний из за неоднородности среды. Р. света. Р. звука. | прил. рефракционный, ая, ое. Рефракционные явления. Толковый словарь Ожегова. С … Толковый словарь Ожегова
Рефракция — искривление лучей света, пути радиоволн, направления распространения звука вследствие неоднородности среды. Под астрономической рефракцией понимают явление преломления лучей света, идущих от небесных светил в различных слоях атмосферы, вследствие … Морской словарь
рефракция — Изменение направления волны при плавном изменении скорости в среде, в которой она распространяется. [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и определения (справочное пособие). Москва 2003 г.]… … Справочник технического переводчика
РЕФРАКЦИЯ — (1) астрономическая явление преломления световых лучей, исходящих от небесных светил, при прохождении через атмосферу; поскольку плотность атмосферы всегда убывает с высотой, преломление света происходит таким образом, что своей выпуклостью… … Большая политехническая энциклопедия
Значение слова «рефракция»
Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека
РЕФРА’КЦИЯ, и, мн. нет, ж. [латин. refractio — преломление]. Преломление светового луча (физ.). || Кажущееся смещение видимого небесного тела, происходящее вследствие преломления лучей в земной атмосфере (австр.). Поправка на рефракцию.
Источник: «Толковый словарь русского языка» под редакцией Д. Н. Ушакова (1935-1940); (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека
рефра́кция
1. изменение направления распространения волн (лучей) электромагнитного излучения, возникающее на границе раздела двух прозрачных для этих волн сред или в толще среды с непрерывно изменяющимися свойствами
Делаем Карту слов лучше вместе
Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!
Спасибо! Я стал чуточку лучше понимать мир эмоций.
Вопрос: запрягать — это что-то нейтральное, положительное или отрицательное?
РЕФРАКЦИЯ
Полезное
Смотреть что такое «РЕФРАКЦИЯ» в других словарях:
рефракция — и, ж. refraction, нем. Refraktion <лат. refractus преломленный. 1. Преломление световых лучей в атмосфере, проявляющееся в кажущемся смещении или изменении формы удаленных объектов. БАС 1. С другой стороны Днестра вид главного штаба, лагерь,… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
РЕФРАКЦИЯ — (от лат. refringere отражать, разламывать), оптическая установка глаза в. состоянии покоя аккомодации. Глаз как оптический аппарат построен по типу фотографической камеры. В глазу, так же как в фотографической камере, отличают две основные… … Большая медицинская энциклопедия
РЕФРАКЦИЯ — (преломление), изгиб волны, например, световой или звуковой, когда она пересекает границу между двумя прозрачными средами, такими как воздух и стекло, и подвергается изменению скорости. Падающая волна (ударяющая о поверхность), отраженная волна и … Научно-технический энциклопедический словарь
рефракция — искривление, эмметропия, преломление Словарь русских синонимов. рефракция сущ., кол во синонимов: 7 • искривление (39) • … Словарь синонимов
Рефракция — преломление лучей света в земной атмосфере. Если быатмосфера была однородна, то лучи света, преломившись на ее пределе,распространялись бы далее прямолинейно. На самом деле плотность воздухаот границы атмосферы до поверхности земли постепенно… … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона
РЕФРАКЦИЯ — РЕФРАКЦИЯ, рефракции, мн. нет, жен. (лат. refractio Преломление). Преломление светового луча (физ.). || Кажущееся смещение видимого небесного тела, происходящее вследствие преломления лучей в земной атмосфере (астр.). Поправка на рефракцию.… … Толковый словарь Ушакова
РЕФРАКЦИЯ — РЕФРАКЦИЯ, и, жен. (спец.). Преломление светового луча в атмосфере, а также изменение направления звуковых колебаний из за неоднородности среды. Р. света. Р. звука. | прил. рефракционный, ая, ое. Рефракционные явления. Толковый словарь Ожегова. С … Толковый словарь Ожегова
Рефракция — искривление лучей света, пути радиоволн, направления распространения звука вследствие неоднородности среды. Под астрономической рефракцией понимают явление преломления лучей света, идущих от небесных светил в различных слоях атмосферы, вследствие … Морской словарь
рефракция — Изменение направления волны при плавном изменении скорости в среде, в которой она распространяется. [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и определения (справочное пособие). Москва 2003 г.]… … Справочник технического переводчика
РЕФРАКЦИЯ — (1) астрономическая явление преломления световых лучей, исходящих от небесных светил, при прохождении через атмосферу; поскольку плотность атмосферы всегда убывает с высотой, преломление света происходит таким образом, что своей выпуклостью… … Большая политехническая энциклопедия