Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика


§ 82. Обратимость световых лучей



Pdf көрінісі
бет115/346
Дата19.01.2022
өлшемі6,71 Mb.
#24105
түріУчебник
1   ...   111   112   113   114   115   116   117   118   ...   346
Байланысты:
Ð Ð Ð½Ð Ñ Ð ÐµÑ Ð³ Ð Ð ÐÐ ÐµÐ¼ÐµÐ½Ñ Ð Ñ Ð½Ñ Ð¹ Ñ Ñ ÐµÐ

§ 82. Обратимость световых лучей. Рассматривая в преды-

дущем параграфе явления, происходящие при падении света на

границу раздела двух сред, мы считали, что свет распростра-

няется в определенном направлении, указанном на рис. 180,

181 стрелками. Поставим теперь вопрос: что произойдет, если

свет будет распространяться в о б р а т н о м н а п р а в л е н и и?

Для случая отражения света это означает, что падающий луч

будет направлен не слева вниз, как на рис. 182, а, а справа

вниз, как на рис. 182, б; для случая преломления мы будем

Рис. 182. Обратимость световых лучей при отражении (а, б) и при

преломлении (в, г). Если

i

2



= r

1

, то



r

2

= i



1


224

Гл. IX. Основные законы геометрической оптики

рассматривать прохождение света не из первой среды во вторую,

как на рис. 182, в, а из второй среды в первую, как на рис. 182, г.

Точные измерения показывают, что и в случае отражения и

в случае преломления углы между лучами и перпендикуляром

к поверхности раздела остаются неизменными, меняется только

направление стрелок. Таким образом, если световой луч будет

п а д а т ь по направлению CB (рис. 182, б), то луч отраженный

пойдет по направлению BA, т. е. окажется, что по сравнению

с первым случаем падающий и отраженный лучи поменялись



местами. То же наблюдается и при преломлении светового

луча. Пусть AB — падающий луч, BC — преломленный луч

(рис. 182, в). Если свет падает по направлению CB (рис. 182, г),

то преломленный луч идет по направлению BA, т. е. падающий



и преломленный лучи обмениваются местами.

Таким образом, как при отражении, так и при преломлении

свет может проходить один и тот же путь в обоих противопо-

ложных друг другу направлениях (рис. 183). Это свойство света

носит название обратимости световых лучей.

Рис. 183. К обратимости световых лучей при преломлении

Обратимость световых лучей означает, что если показатель

преломления при переходе из первой среды во вторую равняет-

ся n, то при переходе из второй среды в первую он равен 1/n.



Гл. IX. Основные законы геометрической оптики

225


Действительно, пусть свет падает под углом i и преломляется

под углом r, так что n = sin i/ sin r. Если при обратном ходе

лучей свет падает под углом r, то он должен преломляться под

углом i (обратимость). В таком случае показатель преломления

n



= sin r/ sin i и, следовательно, n





= 1/n. Например, при пере-

ходе луча из воздуха в стекло n = 1,50, а при переходе из стекла

в воздух n



= 0,67 = 1/1,50.



Свойство обратимости световых лучей сохраняется и при

многократных отражениях и преломлениях, которые могут про-

исходить в любой последовательности. Это следует из того, что

п р и к а ж д о м отражении или преломлении направление све-

тового луча может быть изменено на обратное.

Таким образом, если при выходе светового луча из любой



системы преломляющих и отражающих сред заставить све-

товой луч на последнем этапе отразиться точно назад, то

он пройдет всю систему в обратном направлении и вернется

к своему источнику.

Обратимость направления световых лучей можно теорети-

чески доказать, используя законы преломления и отражения

и не прибегая к новым опытам. Для случая отражения света

доказательство проводится весьма просто (см. упражнение 22

в конце этой главы). Более сложное доказательство для случая

преломления света можно найти в учебниках оптики.



Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   111   112   113   114   115   116   117   118   ...   346




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет