Показатели преломления различных веществ

Среда	Показатель преломления n
Воздух (при обычных условиях)	1,0002926
Вода	1,332986
Глицерин	1,4729
Бензол	1,500

Органическое стекло	1,51
Фианит (CZ)	2,15–2,18
Кремний	4,01
Алмаз	2,419
Кварц	1,544
Киноварь	3,02
Топаз	1,63
Масло оливковое	1,46
Сахар	1,56
Спирт этиловый	1,36
Слюда	1,56–1,60

Это уравнение описывает закон Снеллиуса.

Из этого закона следует, что с увеличением угла паденияa угол преломленияb так- же увеличивается (рис. 2.7). Исходя из того, что угол преломления не может быть более 90°, можно предположить, при определенном угле падения наступит момент, когда свет во вторую сред не будет проходить. Однако это утверждение условно. В соответствии с волновой теорией явления, электромагнитная волна всё же проникает во вторую среду - там распространяется так называемая «неоднородная волна», которая экспоненциально затухает и энергию с собой не уносит. Характерная глубина проникновения неоднород- ной волны во вторую среду порядка длины волны.

Рис.2.5. Отражение и преломление света Рис.2.6. К закону Снеллиуса

Угол падения, при котором во второй среде возникает «неоднородная волна, называ- ется «критическим углом падения»a0 (его значение справедливо только для конкрет- ной пары сред).

При углах падения, превышающих значениеa0, наступает полное внутреннее от- ражение. При этом падающая волна отражается полностью (рис. 2.7, крайняя справа схема).

Полное внутреннее отражение можно наблюдать, если смотреть из-под воды на по- верхность: при определенных углах на границе раздела наблюдается не внешняя часть (то, что в воздухе), а видно зеркальное отражение объектов, которые находятся в воде (рис. 2.8, слева)). Это явление можно наблюдать в опыте с сегментной призмой: при вра- щении призмы наступает момент, когда свет не выходит с ее плоской поверхности (рис. 2.8, справа).

Зависимость угла преломления лучей света от их длины волны (по закону Снеллиу- са) подтверждается наличием его дисперсии (разложения), которая была эксперимен- тально открыта Ньютоном в 1672 году и теоретически доказана гораздо позже (рис. 2.9). Чем больше частота волны (меньше длина волны), тем больше показатель преломления среды и меньше ее скорость света в среде: у красного цвета максимальная скорость в

среде и минимальная степень преломления, у фиолетового цвета минимальная ско- рость света в среде и максимальная степень преломления.

Дисперсией объясняется факт появления радуги после дождя (точнее тот факт, что радуга разноцветная, а не белая).

Рис. 2.7. Отражение и преломление света на границе раздела «вода-воздух»

Рис. 2.8. Примеры полного внутреннего отражения

Рис. 2.9. Дисперсия света при прохождении через призму (опыт Ньютона)