3.1.4. Закон Снелла

Голландский астроном и математик Уилброд ван Ройен Снелл (Willebrod van Roijen Snell з 1621 г. вывел уравнение для описания прохождения света через различные материалы. Отношение выглядит следующим образом:

N₁*sin(θ₁) = N₂*sin(θ₂),

где N₁ и N₂ - коэффициенты преломления материалов 1 и 2 соответственно; (θ₁) и (θ₂) -углы падения и преломления в соответствующих материалах.

Следовательно, из приведенной выше формулы выводится следующая:

где С₁ и С₂ - скорости света в средах 1 и 2 соответственно.

3.1.5. Внутреннее отражение

Когда свет проходит из одного материала в другой с отличающейся плотностью, часть падающего света отражается. Этот эффект более заметен, когда свет проходит из среды с высокой плотностью в среду с меньшей плотностью. Точное количество отражаемого света зависит от степени изменения показателя преломления и от угла падения.

С возрастанием угла падения угол преломления возрастает в большей степени. При определенном угле падения (θ_С) угол преломления луча достигает 90° (то есть преломленный луч движется параллельно границе сред). Этот угол называется "критическим углом". Лучи, у которых угол падения превышает критический, претерпевают полное внутреннее отражение. Теоретически при полном внутреннем отражении отражается 100% световой энергии, но на практике отражается около 99,9% падающих лучей. Это показано на рис. 3.6.

Рис. 3.6. Критический угол

Критический угол (θ_С) определяется по формуле:

(θ_С) = arc sin (N_R/N₁)

При полном внутреннем отражении угол падения равен углу отражения.

3.1.6. Внешнее отражение

При прохождении света через среду и столкновении его с границей более плотной среды с углом больше критического имеет место тот же эффект, что и при внутреннем отражении, но в меньшей степени. Это явление называют внешним отражением. Полное внешнее отражение, имеет место лишь при угле падения 90°.