Преломление в призмах

Материал подготовила Анна Холопова

Стеклянные призмы часто используются для отклонения света в заданном направлении, а также для его направления в обратную сторону (обратное отражение). Процесс преломления в призмах легко понять с помощью использования лучей света и закона Снеллиуса. Когда луч света входит в призму на одной стороне и выходит на другой, выходящий луч отклоняется от исходного направления. Показанная призма является равнобедренной в поперечном сечении с углом при вершине A = 30 ° и показателем преломления n = 1,50. Угол падения и угол отклонения показаны на диаграмме. На рисунке показано, как изменяется угол отклонения при изменении угла падения падающего луча. Обратите внимание, что угол отклонения проходит через минимальное значение, около 23 ° для конкретно этой призмы. Каждый материал призмы имеет свой собственный уникальный минимальный угол отклонения.

Минимальный угол отклонения.

Определить показатель преломления прозрачного материала, изготовив его в виде равнобедренной призмы, и затем измерив его минимальный угол отклонения. Связь между показателем преломления n, углом при вершине призмы А и минимальным углом отклонения σ_m, определяется следующим образом

Покажем, как можно использовать уравнение для определения показателя преломления неизвестного стекла, выполненного в виде призмы.

Пусть стекло с неизвестным показателем преломления имеет форму равнобедренной призмы с углом вершины 25° . В лаборатории с помощью лазерного луча и таблицы показателей преломления призмы минимальный угол отклонения для этой призмы измеряется точно и равен 15.8°. Каков показатель преломления этого стеклянного материала?

Решение: Учитывая, что σm =15,8° и A= 25° .

Сравнения этого значение с табличными показателями преломления, можно определить, что вероятнее всего, неизвестное стекло является кварцевым стеклом.