Het verloop van stralen in een glazen prisma. geometrische optica

Laten we eens kijken naar enkele specifieke gevallen van lichtbreking. Een van de eenvoudigste is de doorgang van licht door een prisma. Het is een smalle wig van glas of ander transparant materiaal dat in de lucht hangt.

Het pad van stralen door een prisma wordt weergegeven. Het buigt lichtstralen af ​​naar de basis. Voor de duidelijkheid is het profiel van het prisma gekozen in de vorm van een rechthoekige driehoek en is de invallende bundel evenwijdig aan zijn basis. In dit geval vindt de breking van de straal alleen plaats op het achterste, schuine vlak van het prisma. De hoek w waaronder de invallende bundel wordt afgebogen, wordt de afbuighoek van het prisma genoemd. Het hangt praktisch niet af van de richting van de invallende bundel: als deze niet loodrecht staat op de rand van inval, dan is de afbuighoek de som van de brekingshoeken op beide vlakken.

De afbuighoek van het prisma is ongeveer gelijk aan het product van de hoek aan de top en de brekingsindex van de prismasubstantie minus 1:

w = (n-1).

Laten we een loodlijn tekenen op het tweede vlak van het prisma op het punt waar de straal erop valt (stippellijn). Het vormt een hoek met de invallende bundel. Deze hoek is gelijk aan de hoek α aan de bovenkant van het prisma, aangezien hun zijden onderling loodrecht staan. Omdat het prisma dun is en alle beschouwde hoeken klein zijn, kunnen hun sinussen worden beschouwd als ongeveer gelijk aan de hoeken zelf, uitgedrukt in radialen. Dan volgt uit de wet van de breking van het licht:

In deze uitdrukking staat n in de noemer, aangezien licht van een dichter medium naar een minder dicht medium reist.

Laten we de teller en noemer omwisselen en ook de hoek β vervangen door de hoek α die daaraan gelijk is:

Aangezien de brekingsindex van glas dat gewoonlijk voor brillenglazen wordt gebruikt, dicht bij 1,5 ligt, is de afbuighoek van de prisma's ongeveer de helft van de hoek aan hun top. Daarom gebruiken brillen zelden prisma's met een afbuighoek van meer dan 5 °; ze zullen te dik en te zwaar zijn. In optometrie wordt de afbuigende werking van prisma's (prismatische actie) vaak niet gemeten in graden, maar in prismatische dioptrieën (Δ) of in centiradialen (srad). De afbuiging van stralen door een prisma met een kracht van 1 pdptr (1 srad) op een afstand van 1 m van het prisma is 1 cm Dit komt overeen met een hoek waarvan de tangens 0,01 is. Deze hoek is 34".

Daarom kunnen we ongeveer aannemen dat het afbuigende effect van het prisma in prismadioptrieën twee keer zo groot is als in graden (1 prdptr \u003d 1 srad \u003d 0,5 °).

Hetzelfde geldt voor het visuele defect zelf, scheelzien, gecorrigeerd door prisma's. De hoek van scheelzien kan worden gemeten in graden en in prisma-dioptrieën.

Wet van breking van licht

Het fenomeen van lichtbreking, waarschijnlijk heeft iedereen elkaar meer dan eens in het dagelijks leven ontmoet. Als je bijvoorbeeld een buis in een doorzichtig glas water laat zakken, zul je merken dat het deel van de buis dat in het water zit naar de zijkant lijkt te schuiven. Dit wordt verklaard door het feit dat er op de grens van twee media een verandering in de richting van de stralen is, met andere woorden, de breking van licht.

Op dezelfde manier, als je een liniaal onder een hoek in het water laat zakken, lijkt het alsof deze is gebroken en dat het onderwatergedeelte hoger is gestegen.

Het blijkt immers dat de lichtstralen, die zich op de grens van lucht en water bevinden, breking ervaren. Een lichtstraal raakt het wateroppervlak onder één hoek en gaat dan dieper het water in onder een andere hoek, met een kleinere neiging tot de verticaal.

Als je een achterwaartse straal van water de lucht in stuurt, zal deze hetzelfde pad volgen. De hoek tussen de loodlijn op het media-interface op het invalspunt en de invallende bundel wordt de invalshoek genoemd.

De brekingshoek is de hoek tussen dezelfde loodlijn en de gebroken straal. De breking van licht aan de grens van twee media wordt verklaard door de verschillende voortplantingssnelheid van licht in deze media. Wanneer licht wordt gebroken, wordt altijd aan twee regelmatigheden voldaan:

Ten eerste liggen de stralen, ongeacht of ze invallend of gebroken zijn, evenals de loodlijn, die de grens is tussen twee media op het breekpunt van de bundel, altijd in hetzelfde vlak;

Ten tweede is de verhouding sinus van de invalshoek tot sinus van de brekingshoek een constante waarde voor deze twee media.

Deze twee uitspraken drukken de wet van breking van licht uit.

De sinus van de invalshoek α is gerelateerd aan de sinus van de brekingshoek β, net zoals de golfsnelheid in het eerste medium, v1, gerelateerd is aan de golfsnelheid in het tweede medium, v2, en gelijk is aan de waarde zn. N is een constante waarde die niet afhangt van de invalshoek. De waarde n wordt de brekingsindex van het tweede medium genoemd ten opzichte van het eerste medium. En als vacuüm werd gebruikt als het eerste medium, dan wordt de brekingsindex van het tweede medium de absolute brekingsindex genoemd. Dienovereenkomstig is het gelijk aan de verhouding van de sinus van de invalshoek tot de sinus van de brekingshoek tijdens de overgang van een lichtstraal van vacuüm naar een bepaald medium.

De brekingsindex hangt af van de eigenschappen van licht, van de temperatuur van de stof en van zijn dichtheid, dat wil zeggen van de fysieke eigenschappen van het medium.

Het is vaker nodig om de overgang van licht door de lucht-vaste stof of lucht-vloeistof interface te overwegen dan door de interface van een vacuüm gedefinieerd medium.

Er moet ook worden opgemerkt dat de relatieve brekingsindex van twee stoffen gelijk is aan de verhouding van de absolute brekingsindexen.

Laten we kennis maken met deze wet met behulp van eenvoudige fysieke experimenten die voor jullie allemaal thuis beschikbaar zijn.

Ervaring 1.

Laten we de munt in de beker doen zodat deze verborgen is achter de rand van de beker, en nu zullen we water in de beker gieten. En dit is wat verrassend is: de munt verscheen van achter de rand van de beker, alsof hij omhoog dreef, of de bodem van de beker kwam omhoog.

Laten we een munt trekken in een kopje water en de zonnestralen komen eruit. Op het grensvlak tussen lucht en water worden deze stralen gebroken en verlaten ze het water onder een grote hoek. En we zien de munt op de plaats waar de lijnen van gebroken stralen samenkomen. Daarom is de zichtbare afbeelding van de munt hoger dan de munt zelf.

Ervaring 2.

Laten we een bak gevuld met water met evenwijdige wanden in het pad van evenwijdige lichtstralen plaatsen. Bij de ingang vanuit de lucht in het water draaiden alle vier de balken onder een bepaalde hoek, en bij de uitgang van het water in de lucht draaiden ze onder dezelfde hoek, maar in de tegenovergestelde richting.

Laten we de helling van de stralen vergroten, en aan de uitgang zullen ze nog steeds evenwijdig blijven, maar meer naar de zijkant bewegen. Door deze verschuiving lijken de lijnen van het boek, gezien door een transparante plaat, te zijn doorgesneden. Ze gaan omhoog, zoals de munt omhoog ging in het eerste experiment.

Alle transparante objecten zien we in de regel alleen vanwege het feit dat licht wordt gebroken en gereflecteerd op hun oppervlak. Als een dergelijk effect niet zou bestaan, zouden al deze items volledig onzichtbaar zijn.

Ervaring 3.

We laten de plexiglasplaat zakken in een bak met transparante wanden. Ze is perfect zichtbaar. En nu zullen we zonnebloemolie in het vat gieten, en de plaat is bijna onzichtbaar geworden. Feit is dat lichtstralen op de grens van olie en plexiglas bijna niet worden gebroken, waardoor de plaat een onzichtbare plaat wordt.

Het pad van stralen in een driehoekig prisma

In verschillende optische apparaten wordt vrij vaak een driehoekig prisma gebruikt, dat kan zijn gemaakt van een materiaal zoals glas of andere transparante materialen.

Wanneer ze door een driehoekig prisma gaan, worden stralen op beide oppervlakken gebroken. De hoek tussen de brekingsoppervlakken van het prisma wordt de brekingshoek van het prisma genoemd. De afbuighoek Θ hangt af van de brekingsindex n van het prisma en de invalshoek α.

Θ = α + β1 - φ, f= φ + α1

Jullie kennen allemaal het beroemde rijm voor het onthouden van de kleuren van de regenboog. Maar waarom deze kleuren altijd in dezelfde volgorde zijn gerangschikt als ze uit wit zonlicht worden verkregen, en waarom er naast deze zeven geen andere kleuren in de regenboog zijn, is niet bij iedereen bekend. Het is gemakkelijker om dit te verklaren door middel van experimenten en observaties.

We kunnen prachtige iriserende kleuren zien op zeepfilms, vooral als deze films erg dun zijn. De zeepachtige vloeistof stroomt naar beneden en de gekleurde strepen bewegen in dezelfde richting.

Pak een doorzichtige hoes uit een plastic doos en kantel deze nu zodat het witte scherm van de computer weerkaatst wordt door de hoes. Er verschijnen onverwachte heldere iriserende vlekken op het deksel. En wat een prachtige regenboogkleuren zie je als het licht van de cd weerkaatst, vooral als je met een zaklamp op de schijf schijnt en deze regenboogfoto op de muur gooit.

De eerste die het uiterlijk van regenboogkleuren verklaarde, was de grote Engelse natuurkundige Isaac Newton. Hij liet een smalle straal zonlicht in de donkere kamer en plaatste een driehoekig prisma op zijn pad. Het licht dat het prisma verlaat, vormt een gekleurde band die het spectrum wordt genoemd. Rood is het minst afwijkend in het spectrum en violet is het sterkst. Alle andere kleuren van de regenboog bevinden zich tussen deze twee zonder bijzonder scherpe grenzen.

Laboratorium ervaring

Laten we als witte lichtbron een felle LED-zaklamp kiezen. Om een ​​smalle lichtstraal te vormen, plaatst u een spleet direct achter de zaklamp en de tweede direct voor het prisma. Op het scherm is een heldere regenboogstreep zichtbaar, waar rood, groen en blauw duidelijk te onderscheiden zijn. Ze vormen de basis van het zichtbare spectrum.

Laten we een cilindrische lens in het pad van een gekleurde straal plaatsen en deze aanpassen voor scherpte - de straal op het scherm verzamelde zich in een smalle strook, alle kleuren van het spectrum gemengd en de strook werd weer wit.

Waarom verandert een prisma wit licht in een regenboog? Het blijkt dat alle kleuren van de regenboog al in wit licht zitten. De brekingsindex van glas varieert voor stralen van verschillende kleuren. Daarom buigt het prisma deze stralen anders af.

Elke individuele kleur van de regenboog is puur en kan niet meer worden opgesplitst in andere kleuren. Newton bewees dit experimenteel door een smalle bundel van het hele spectrum te scheiden en een tweede prisma in zijn pad te plaatsen, waarin nog geen splitsing had plaatsgevonden.

Nu weten we hoe een prisma wit licht ontleedt in individuele kleuren. En in een regenboog werken waterdruppels als kleine prisma's.

Maar als je met een zaklamp op een cd schijnt, werkt een iets ander principe, los van de breking van licht door een prisma. Deze principes zullen verder worden bestudeerd in natuurkundelessen die gewijd zijn aan licht en het golfkarakter van licht.

organen zonder chirurgische ingreep (endoscopen), evenals in productie om ontoegankelijke gebieden te verlichten.

5. Het werkingsprincipe van verschillende optische apparaten is gebaseerd op de brekingswetten, die dienen om de lichtstralen in de gewenste richting te zetten. Beschouw bijvoorbeeld het pad van stralen in een planparallelle plaat en in een prisma.

1). vliegtuig plaat- een plaat gemaakt van een transparante substantie met twee evenwijdige platte vlakken. Laat de plaat gemaakt zijn van een stof die optisch zwaarder is dan de omgeving. Laten we aannemen dat in de lucht ( n1 \u003d 1) er is een glas

plaat (n 2 > 1), waarvan de dikte d is (Fig. 6).

Laat de balk op de bovenkant van deze plaat vallen. Op punt A zal het breken en in het glas gaan richting AB. Op punt B zal de straal opnieuw breken en het glas verlaten in de lucht. Laten we bewijzen dat de straal de plaat verlaat onder dezelfde hoek als waarop hij erop valt. Voor punt A heeft de brekingswet de vorm: sinα / sinγ \u003d n 2 / n 1, en sinds n 1 \u003d 1, dan n 2 \u003d sin α / sin γ. Voor

punten In de brekingswet is als volgt: sinγ/sinα1 =n 1 /n 2 =1/n 2 . Vergelijking

formules geven de gelijkheid sinα=sinα1, en dus α=α1. Daarom is de straal

verlaat de planparallelle plaat onder dezelfde hoek als waarop hij viel. De bundel die de plaat verlaat, wordt echter verplaatst ten opzichte van de invallende bundel over een afstand ℓ, die afhangt van de dikte van de plaat,

brekingsindex en de invalshoek van de bundel op de plaat.

Conclusie: een planparallelle plaat verandert de richting van de daarop vallende stralen niet, maar mengt ze alleen, als we kijken naar de gebroken stralen.

2). driehoekig Prisma is een prisma gemaakt van transparant materiaal, waarvan de doorsnede een driehoek is. Laat het prisma gemaakt zijn van een materiaal dat optisch dichter is dan de omgeving

(het is bijvoorbeeld gemaakt van glas en er is lucht in de buurt). Toen de balk die op zijn rand viel,

gebroken, wijkt het af naar de basis van het prisma, omdat het overgaat in een optisch dichter medium en daarom is de invalshoek φ1 groter dan de hoek

breking φ2. Het verloop van de stralen in het prisma wordt getoond in Fig.7.

De hoek ρ aan de bovenkant van het prisma, liggend tussen de vlakken waarop de bundel wordt gebroken, wordt genoemd brekingshoek van het prisma; en de zijkant

liggend tegenover deze hoek - de basis van het prisma. Hoek δ tussen de richtingen van de voortzetting van de bundel die invalt op het prisma (AB) en de bundel (CD)

eruit voortkomen heet prisma afbuigingshoek:- het laat zien hoeveel het prisma de richting verandert van de stralen die erop vallen. Als de hoek p en de brekingsindex van het prisma bekend zijn, dan kun je uit de gegeven invalshoek φ1 de brekingshoek op het tweede vlak vinden

φ4 . Inderdaad, de hoek φ2 wordt bepaald uit de brekingswet sinφ1 /sinφ2 =n

(een prisma gemaakt van een materiaal met een brekingsindex van n wordt in lucht geplaatst). BIJ

BCN zijden BN en CN worden gevormd door rechte lijnen loodrecht op de vlakken van het prisma, zodat de hoek CNE gelijk is aan de hoek p. Dus φ2 + φ3 =р, vandaar φ3 =р -φ2

beroemd wordt. De hoek φ4 wordt bepaald door de brekingswet:

sinφ3 /sinφ4 =1/n.

In de praktijk is het vaak nodig om het volgende probleem op te lossen: de geometrie van het prisma kennen (hoek p) en de hoeken φ1 en φ4 bepalen, de exponent vinden

breking van het prisma n. Door de wetten van de meetkunde toe te passen, verkrijgen we: hoek MSV=φ4 -φ3, hoek MVS=φ1 -φ2; hoek δ is buiten BMC en daarom

is gelijk aan de som van de hoeken MVS en MSV: δ=(φ1 -φ2)+(φ4 -φ3)=φ1 +φ4 -p

gelijkheid φ3 + φ2 =р. Dus,

δ \u003d φ1 + φ4 -r.

Daarom is de hoek hoe groter de invalshoek van de bundel en hoe kleiner de brekingshoek van het prisma, hoe groter de afbuiging van de bundel door het prisma. Door een relatief complexe redenering kan worden aangetoond dat met een symmetrisch bundelpad

door een prisma (de lichtstraal in het prisma is evenwijdig aan de basis), δ neemt de kleinste waarde aan.

Laten we aannemen dat de brekingshoek (dun prisma) en de invalshoek van de bundel op het prisma klein zijn. We schrijven de brekingswetten op de vlakken van een prisma:

sinφ1 /sinφ2 =n , sinφ3 /sinφ4 =1/n . Gezien het feit dat voor kleine hoeken sinφ≈ tgφ≈ φ,

we krijgen: φ1 =n φ2 , φ4 =n φ3 . door φ1 en φ3 in formule (8) te vervangen voor δ krijgen we:

δ \u003d (n - 1) р.

We benadrukken dat deze formule voor δ alleen geldig is voor een dun prisma en bij zeer kleine invalshoeken van stralen.

Principes van optische beeldvorming

De geometrische principes voor het verkrijgen van optische beelden zijn alleen gebaseerd op de wetten van reflectie en breking van licht, volledig geabstraheerd van zijn fysieke aard. In dit geval moet de optische lengte van de lichtstraal als positief worden beschouwd wanneer deze in de richting van lichtvoortplanting gaat, en negatief in het tegenovergestelde geval.

Als een lichtstraal die uit een willekeurig punt S komt, in

convergeert in het punt S ΄ als gevolg van reflectie en/of breking, dan is S ΄

beschouwd als een optisch beeld, of gewoon een beeld van punt S.

Het beeld heet echt als de lichtstralen elkaar werkelijk snijden in het punt S ΄. Als echter in het punt S ΄ de voortzettingen van de stralen in de richting tegengesteld aan de voortplanting

licht, dan wordt het beeld imaginair genoemd. Met behulp van optische apparaten kunnen denkbeeldige afbeeldingen worden omgezet in echte. In ons oog wordt bijvoorbeeld een denkbeeldig beeld omgezet in een echt beeld, dat op het netvlies van het oog wordt verkregen. Overweeg bijvoorbeeld om optische beelden te verkrijgen met 1)

platte spiegel; 2) een sferische spiegel en 3) lenzen.

1. Een platte spiegel is een glad, plat oppervlak dat stralen weerkaatst . De constructie van een afbeelding in een vlakke spiegel kan aan de hand van het volgende voorbeeld worden getoond. Laten we bouwen hoe een puntlichtbron zichtbaar is in de spiegel S(afb.8).

De beeldconstructieregel is als volgt. Aangezien verschillende stralen uit een puntbron kunnen worden getrokken, kiezen we er twee - 1 en 2 en vinden het punt S ΄ waar deze stralen samenkomen. Het is duidelijk dat de gereflecteerde 1΄- en 2 ΄-stralen zelf divergeren, alleen hun verlengingen convergeren (zie de stippellijn in Fig. 8).

Het beeld werd niet verkregen uit de stralen zelf, maar uit hun voortzetting, en is denkbeeldig. Het is gemakkelijk aan te tonen door een eenvoudige geometrische constructie dat:

het beeld bevindt zich symmetrisch ten opzichte van het oppervlak van de spiegel.

Conclusie: een platte spiegel geeft een virtueel beeld van een object,

achter de spiegel op dezelfde afstand als het object zelf. Als twee vlakke spiegels een hoek met elkaar maken,

het is mogelijk om meerdere afbeeldingen van de lichtbron te krijgen.

2. Een bolvormige spiegel is een onderdeel van een bolvormig oppervlak,

reflecterend licht. Als de spiegel het binnenste deel van het oppervlak is, wordt de spiegel concaaf genoemd, en als de buitenste, dan convex.

Figuur 9 toont het verloop van stralen die invallen in een evenwijdige bundel op een concave bolvormige spiegel.

De bovenkant van het bolvormige segment (punt D) heet spiegel paal. Het middelpunt van de bol (punt O) waaruit de spiegel wordt gevormd heet

het optische centrum van de spiegel. De rechte lijn die door het centrum van kromming O van de spiegel en zijn pool D gaat, wordt de optische hoofdas van de spiegel genoemd.

Toepassing van de wet van weerkaatsing van licht, op elk punt van inval van stralen op spiegels

herstel de loodlijn op het oppervlak van de spiegel (deze loodlijn is de straal van de spiegel - de stippellijn in Fig. 9) en

het verloop van de gereflecteerde stralen opvangen. Stralen die invallen op het oppervlak van een concave spiegel evenwijdig aan de optische hoofdas, na reflectie, worden verzameld op één punt F, genaamd spiegel focus, en de afstand van het brandpunt van de spiegel tot zijn pool is de brandpuntsafstand f. Omdat de straal van de bol langs de normaal op het oppervlak is gericht, is volgens de wet van lichtreflectie

de brandpuntsafstand van een sferische spiegel wordt bepaald door de formule

waarbij R de straal van de bol (OD) is.

Om een ​​afbeelding te bouwen, moet je twee stralen selecteren en hun snijpunt vinden. In het geval van een holle spiegel kunnen dergelijke stralen een straal zijn

gereflecteerd vanaf punt D (het gaat symmetrisch met het invallende ten opzichte van de optische as), en de bundel ging door het brandpunt en gereflecteerd door de spiegel (deze gaat evenwijdig aan de optische as); een ander paar: een straal evenwijdig aan de optische hoofdas (gereflecteerd, gaat door de focus), en een straal die door het optische centrum van de spiegel gaat (deze wordt in de tegenovergestelde richting gereflecteerd).

Laten we bijvoorbeeld een afbeelding van een object maken (pijlen AB), als het zich vanaf de bovenkant van de spiegel D op een grotere afstand dan de straal van de spiegel bevindt

(de straal van de spiegel is gelijk aan de afstand OD=R ). Beschouw een tekening gemaakt volgens de beschreven regel voor het construeren van een afbeelding (Fig. 10).

Bundel 1 plant zich voort van punt B naar punt D en wordt gereflecteerd in een rechte lijn

DE zodat hoek ADB gelijk is aan hoek ADE . Bundel 2 vanuit hetzelfde punt B plant zich voort door het brandpunt naar de spiegel en wordt gereflecteerd langs de lijn CB "|| DA.

Het beeld is echt (gevormd door gereflecteerde stralen, en niet hun voortzettingen, zoals in een platte spiegel), omgekeerd en verkleind.

Uit eenvoudige geometrische berekeningen kan de relatie tussen de volgende kenmerken worden verkregen. Als a de afstand is van het object tot de spiegel, uitgezet langs de optische hoofdas (in Fig. 10 - dit is AD), b -

de afstand van de spiegel tot het beeld (in Fig. 10 is dit DA "), dan / b \u003d AB / A "B",

en dan wordt de brandpuntsafstand f van de bolvormige spiegel bepaald door de formule

De grootte van het optische vermogen wordt gemeten in dioptrie (dptr); 1 dioptrie = 1m-1.

3. Een lens is een transparant lichaam dat wordt begrensd door bolvormige oppervlakken waarvan de straal niet oneindig mag zijn . Het verloop van stralen in een lens hangt af van de kromtestraal van de lens.

De belangrijkste kenmerken van een lens zijn het optische centrum, de brandpunten,

brandpuntsvlakken. Laat de lens worden begrensd door twee sferische oppervlakken, waarvan de krommingscentra C 1 en C 2 zijn, en de hoekpunten van de sferische

oppervlakken O 1 en O 2.

Figuur 11 toont schematisch een biconvexe lens; De dikte van de lens in het midden is groter dan aan de randen. Figuur 12 toont schematisch een biconcave lens (deze is in het midden dunner dan aan de randen).

Voor een dunne lens wordt aangenomen dat O 1 O 2<<С 1 О 2 иО 1 О 2 <<С 2 О 2 , т.е.

praktisch punten O 1 en O 2. samengevoegd tot één punt O, dat wordt genoemd

optisch centrum van de lens. De rechte lijn die door het optische centrum van de lens gaat, wordt de optische as genoemd. De optische as die door de krommingscentra van de lensoppervlakken gaat, wordt genoemdhoofd optische as(С 1 С 2, in afb. 11 en 12). Stralen die door het optische centrum gaan niet

breking (verander hun richting niet). Stralen evenwijdig aan de optische hoofdas van een biconvexe lens, nadat ze er doorheen zijn gegaan, snijden de optische hoofdas in punt F (Fig. 13), dat het belangrijkste brandpunt van de lens wordt genoemd, en de afstand van dit punt tot de lens is f

is de belangrijkste brandpuntsafstand. Construeer jezelf het verloop van ten minste twee stralen die invallen op de lens evenwijdig aan de optische hoofdas

(de glazen lens bevindt zich in de lucht, houd hier rekening mee bij de constructie) om te bewijzen dat de lens in de lucht convergeert als deze biconvex is, en divergeert als de lens biconcaaf is.

Monochromatisch licht valt op de rand AB glazen prisma (Fig. 16.28) in de lucht, S 1 O 1 - invallende bundel, \(~\alpha_1\) - invalshoek, O 1 O 2 - gebroken bundel, \(~\beta_1\) - brekingshoek . Omdat licht van een optisch minder dicht medium naar een optisch dichter medium gaat, is \(~\beta_1<\alpha_1.\) Пройдя через призму, свет падает на ее грань AC. Hier wordt het opnieuw gebroken\[~\alpha_2\] - de invalshoek, \(~\beta_2\) - de brekingshoek. Op dit vlak gaat het licht van een optisch dichter medium naar een optisch minder dicht medium. dus \(~\beta_2>\alpha_2.\)

facetten VA en SA waar licht wordt gebroken heten brekingsranden. De hoek \(\varphi\) tussen brekingsvlakken heet brekingshoek: prisma's. De hoek \(~\delta\) gevormd door de richting van de bundel die het prisma binnenkomt en de richting van de bundel die het prisma verlaat, wordt genoemd afbuigingshoek:. Het vlak tegenover de brekingshoek heet prisma basis.

De volgende relaties zijn geldig voor een prisma:

1) Voor het eerste brekingsvlak wordt de brekingswet van het licht als volgt geschreven:

\(\frac(\sin \alpha_1)(\sin \beta_1)=n,\)

waarbij n de relatieve brekingsindex is van de stof waaruit het prisma is gemaakt.

2) Voor het tweede gezicht:

\(\frac(\sin \alpha_1)(\sin \beta_1)=\frac(1)(n).\)

3) Brekingshoek van het prisma:

\(\varphi=\alpha_2 + \beta_1.\)

Afwijkingshoek van de prismastraal vanuit de oorspronkelijke richting:

\(\delta = \alpha_1 + \beta_2 - \varphi.\)

Daarom, als de optische dichtheid van de substantie van het prisma groter is dan die van de omgeving, wordt de lichtstraal die door het prisma gaat, afgebogen naar zijn basis. Het is gemakkelijk aan te tonen dat als de optische dichtheid van de prismasubstantie kleiner is dan die van de omgeving, de lichtbundel, nadat hij door het prisma is gegaan, naar zijn top zal afbuigen.

Literatuur

Aksenovich L. A. Natuurkunde op de middelbare school: theorie. Taken. Testen: Proc. toelage voor instellingen die algemeen verstrekken. omgevingen, onderwijs / L. A. Aksenovich, N. N. Rakina, K. S. Farino; Ed. K.S. Farino. - Mn.: Adukatsia i vykhavanne, 2004. - S. 469-470.