Załamanie światła na granicy dwóch ośrodków

 

Jak rozchodzi się światło po przejściu granicy dwóch ośrodków przezroczystych?

Doświadczenie:

Konieczne materiały edukacyjne:

    Symulacja komputerowa zjawiska - WSTĘP

Kolejne czynności:

• Na planszy symulacji ustawiamy kątomierz tak, aby środek kątomierza
  pokrywał się z punktem przecięcia linii przerywanej (pionowa)
  i linii będącej granicą ośrodków (pozioma). 
•  Na płytkę kierujemy promień światła laserowego tak, aby padał
  na środek kątomierza.
• Wprowadzamy następujące oznaczenia:
  n - prosta prostopadła do powierzchni padania, wystawiona w punkcie padania P
        (linia przerywana),
  α - kąt padania (między promieniem padającym a prostą prostopadłą),
  β - kat załamania (między promieniem załamanym a prostą prostopadłą).

• Obserwujemy, jak zmienia się kąt załamania, gdy zwiększamy kąt
  padania.
• Promień kierujemy wzdłuż linii przerywanej i obserwujemy jego bieg.
• Zmieniamy substancje tak, aby u góry była woda, a na dole powietrze.
• Obserwujemy, jak zmienia się kąt załamania, gdy zwiększamy kąt
  padania.
    

Wniosek:

Kiedy światło przechodzi z ośrodka optycznie rzadszego (tj. takiego,
w którym światło rozchodzi się szybciej) do ośrodka optycznie gęstszego
(w którym światło rozchodzi się wolniej), to załamuje się tak, że kąt załamania
jest mniejszy od kąta padania (β<α).

Jeżeli światło przechodzi w odwrotną stronę, to załamuje się tak, że kąt 
załamania jest większy od kąta padania (β>α).

Jeżeli światło pada prostopadle na granicę dwóch ośrodków (kąt padania α = 0),
to przechodzi do drugiego ośrodka bez zmiany kierunku (kąt załamania β = 0).
 

Im większa różnica szybkości światła w dwóch stykających się ośrodkach,
tym większa jest zmiana kąta.



Oto kilka przykładów zjawisk optycznych spowodowanych  załamaniem światła:

Miraż - to niezwykłe zjawisko optyczne spowodowane załamaniem światła
w warstwach powietrza o różnej gęstości tuż przy powierzchni Ziemi.
Powstają one w upalny dzień nad rozgrzaną powierzchnią morza, asfaltu
lub pustyni.

Załamanie światła w pryzmacie

PYTANIA I ZADANIA

1. Podaj określenie kąta padania i kąta załamania.
2. Na czym polega zjawisko załamania światła?
3. Podaj prawo załamania światła.
4. W jakich warunkach można wystąpić całkowite wewnętrzne odbicie?
5. Jak przechodzi światło przez przezroczystą płytkę płaską równoległościenną?
6. Co nazywamy pryzmatem optycznym?
7. Jak zmienia się kierunek rozchodzenia się światła w czasie przejścia przez pryzmat?

Zadanie 1

Zadanie 2

Zadanie 3

Zadanie 4

Zadanie 5