Преломление света
ฝัง
- เผยแพร่เมื่อ 5 ต.ค. 2024
- Делаем простые опыты с преломлением света, опытным путём получаем закон Снеллиуса, а потом рассматриваем модели, объясняющие этот закон.
Ключевые слова: угол падения, угол преломления, показатель преломления, преломление волн.
Наш канал с дополнительными материалами
t.me/getaclass...
Новосибирский Государственный Университет
Физический факультет НГУ
www.nsu.ru/
Как здорово, что вы можете объяснить исходно закон, а не просто как учитель физики записать его на доске
У учителя физики время на тему ограничено: нужно показать опыт, кратко рассказать, написать закон, решить задания на данный закон, задать дз. И это все за 45 минут.
А здесь подготовка 10 минутного ролика заняла как минимум полдня: данные опыты в жизни не так просто показать за 30 секунд.
Тем более для изучающих базово физику (а таких большинство), вывод самого закона ни к чему. В профильной программе уже все разжевывается.
Да и коротко о программе: данная тема впервые встречается в 8 классе. Как правило, дети с понятием синуса еще не сталкивались, а если сталкивались, то не осознали полностью что это такое.
Затем о физическом смысле показателя преломления говорится в 9 классе при изучении тем "длина волны" и "дисперсия"
И только в 11 классе идет уже углубление в данную тему, более подробно, да и то, без вывода самого закона для базового уровня.
А у нас хорошо объясняют физику) Приходите в Онлайн Гимназию 1
самый лучший канал
У Фейнмана в КЭД очень интересно и популярно описана теория преломления света. Прочитал в 10 классе школы и был просто очарован )))
Теперь-то мы знаем про корпускулярно-волновой дуализм света. И имеется объяснение преломления света с точки зрения фотонной теории. Хотелось бы, чтобы вы и его озвучили. Спасибо за вашу работу! Она бесценна!
Такой себе дуализм. Все эффекты волновые кроме непосредственно акта поглощения/испускания. И то, для радиоволн это не очевидно.
@@userbill3236 а разбить можно эту волну на несколько? Вроде нет, как частицу. Только поглощение и переизлучение двух может быть, но это не та же волна разбитая на 2 а другие уже
просто огромное спасибо,благодаря вам понял тему от а до я .
Спасибо за ролик. Сделайте, пожалуйста, ролик про голографию
Освежил познания, спасибо.
Ответ: причина та же, что и с монеткой - преломление на поверхности воды. Но в опыте с монеткой была видна лишь одна поверхность воды, тогда как здесь - две (горизонтальная + вертакальная). Вот и выходит, что в завивисимости от того, через какую поверхность вышли лучи, видно два карандаша.
Поправьте, если не так, ибо другой причины я здесь не вижу
Тут еще нужно понимать о входящих волнах. Одна зашла в воду, а еще как минимум одна зашла в стело и только потом воду
Второй карандаш взялся оттуда же, откуда первый. Только один через свободную поверхность воды, а другой - через стенку банки.
Про полное отражение и сканеры отпечатков пальцев было бы интересно посмотреть.
такой ролик уже был на этом канале =).
а ещё недавно на канале Побединского он про это упоминал, но наговорил там немного глупостей =).
Дело в том, что есть такое явление - нарушенное полное внутреннее отражение. Но конечно к отпечаткам пальцев на стакане, про которые он рассказывал, это не имеет никакого отношения.
Чëткий фокус с монетой
Достаточно было посмотреть на очки Алексея, по краям которых видно голубую стену за ним. ;))
При переходе волны из одной среды в другую её частота не изменяется, меняются лишь скорость и длина волны.
Но, существует явление удвоения частоты лазерного излучения в одноосных кристаллах.
кстати мир был бы для человека очень странным, если бы частота всё-таки менялась =).
а она меняется, но очень мало, и в среднем не заметно
так ведь частота есть отношение скорости света к длине волны
При переходе из оптически более плотной среды в оптически менее плотную среду при угле падения большем чем критический угол наблюдается полное внутреннее отражение, в результате можно видеть как в зеркале на границе вода воздух второе изображение
Спасибо!
некорректный вопрос "откуда свет знает". Он не знает, он просто выходит из одной точки во все стороны, и с какого-нибудь направления попадёт в заданную не ему точку.
Попадёт в максимум интерференционной картины обычно, если картина вообще есть, но и то не обязательно)
Первый карандаш видно напрямую через воду, а второй - через стеклянную стенку ванночки, соответственно, стекло еще добавляет преломление.
Чайная ложка в стакане с чаем всё время нас напрягала детьми в д/садике и что это за феномен никто тогда не знал. И позже заведя рыбок в аквариуме. глядя через верх никак не удавалось поймать рыбку сачком. всё время в неё не попадали, а это потому что изображение и луч были не в месте прицеливания а чуть в другом. Называли явление обман зрения. Это-же явление наблюдают и на рыбалке, смотря на рыбу плавающую под поверхностью. В прозрачной воде было невозможно понять где она, как по глубине так и по горизонту. И чем рыба глубже, тем угол реального отклонения больше. Поэтому попасть в неё острогой никогда не получается..
Практическое применение: так определяют сколько камер в стеклопакете, поднеся свечу. Если видно три отражения свечи - значит три стекла, соответсвенно, две камеры
не так. будет бесконечное количество отражений. надо смотреть у границы, там реально сосчитать.
это не всегда так. Есть "термальные" стекла. В них внутренняя поверхность одного из стекл покрыта тонким слоем металла, который тоже даст отражение
С карандашом всё понятно, один видим через поверхность воды, второй, через стенку сосуда, то есть через другую поверхность. А вот, что для меня стало неожиданностью, так это то, что получается, что звук преломляется точно так же. Раньше никогда об этом не задумывался. Преломление света легко увидеть. А со звуком сложнее.
Странно, что это удивляет, это проходят в школе, особенно в части про ультразвуковой радар.
@@Evgeniy__Kuzmin физ-мат школе?
@@Evgeniy__Kuzmin Простите, не знаю в какой школе учились вы, но в нашей мы радары не изучали, да и про преломлением звука тоже не было ни слова.
@@Aleksey_Sh тут скорее в каком году я учился, я 1977 года рождения, и по моему это 9-11класс.
@@RobotN001 нет.
9:40 отношение скоростей света в двух средах. ВОПРОС, это ж выходит, что скорость света это не постоянная? (в вакууме одна, в других средах другая)
Я именно такое объяснение и искал! Помню, что в институте нам рассказывали о том, что скорость света в разных средах разная, а в интернете с этим СТО и ТО и их "скорость света постоянна" просто затупил.
Скорость эл маг волн в любой среде любой плотности постоянна, хоть в вакууме, хоть в вольфраме.
а "свет" - это иллюзорный образ, который строит нам наш мозг, обрабатывая сигналы от детекторов сетчатки глаза, которые реагируют на величину напряжённости суммарного эл маг поля в той точке пространства, где расположен детектор)
И замедление света - это всего навсего иллюзиия нашего мозга
Откуда же вы берете подобные темы?, наверное у того же Маейра?! "опыты со светом")))
бывает показатель преломления меньше единицы (рентгеновские волны)... можно поподробней об этом ?
9:33 Кстати, если говорить о фазовых скоростях, то они могут быть больше скорости света. Это весьма распространено в волноводах для радиоволн.
(вообще) волновая динамика описывает формально-математически процессы распространения волн, как в стационаных-установившихся режимах, так и в переходных процессах, в том числе формально или в компьютерных симуляциях можно вычислять такие параметры стационарного режима, как фазовые скорости волновых фронтов, волновые сопротивления сред и коэффициенты отражения от границ раздела сред
Я не помню где но гдето в ютубе видел ролик где обьяснили то что свет выбирает самую быструю по прохождению траекторию и суть в том что в самой быстрой по прохождению траектории лучи усилливают друг друга а в небыстрых по прох... траектории лучи друг с другом аннигилируют.
Вспомнил канал- физика от побединского. Название ролика:Шокирующая правда о преломлении.
Вопрос понравился. Я подошел к зеркалу и увидел себя второго. Откуда же взялся второй я? :)
См мой ответ пользователю mrgoodpeople через коммент позже по времени
Второй карандаш - изображение из боковой стенки, первый - изображение из верхней грани объёма жидкости. Преломление привязано к положению граней объёма жидкости.
Блинн я прям все поняла
Я не в жизни не учила физику
Монета как лежала на дне без воды, так и осталась лежать на дне в чашке с водой. А вот дно чашки - поднялось!
Вопрос на засыпку!
Почему при переходе из стекла в воздух даже если угол меньше критического, не весь свет выходит наружу. Заметная его часть всё равно отражается от границы сред. Впрочем это справедливо (хотя не так заметно) и при переходе из воздуха в стекло. Часть света всегда отражается от границы, не проходя внутрь стекла. Вот загадка....
Свет - это иллюзия, образ мозга, который медленно обрабатывает, усредняя, детектируемые сетчаткой глаза быстро изменяющиеся значения напряжённости эл-маг поля в тех точках пространства, где помещены детекторы сетчатки.
А сами элементарные порции эл-маг волн разной частоты не отражаются, не преломляются, скорость не изменяют и проходят через вещество любой плотности. Но одновременно, проходя через вещество, заставляют электроны атомов молекул этого вещества колебаться (см. "дипольное излучение"), которые в свою очередь начинают с запаздыванием излучать эл-маг волны. Эти первичные, проходящие волны и вторичные начинают складываться с учётом их фаз, образуя в каждой точке пространства интерференционную картину.
вот такая интерференционная картина от бесконечно неисчислимого количества волн, испускаемых каждым электроном каждого атома каждой молекулы всех веществ, что нас окружают и создаёт то распределение напряжённости поля, которое детектирует глаз и которую наш мозг наделяет образом "свет"
то, что кажется нам отражением, преломлением света - это такое сложное и хитрое фазовое сложение таких разных волн, которое образуются благодаря свойствам атомов вещества и геометрией их расположения на поверхности вещества.
То есть отражение, в частном случае - это совокупное сложение волн в поле, переизлученных в разных случайных (!) направлениях электронами атомов вещества вещества, но благодаря свойствам вещества и структуре атомов на его поверхности, переизлученных таким образом, что все направления, кроме одного - фазово взаимно гасятся, а одно единственное остаётся выделенным, где волны синфазны - и оно кажется нам направлением отражения 🎉
почитав комменты дальше назад во времени, я понял что вы в теме... 😂🎉
@@tapdapyесли фотон поглощается атомом, то он никуда уже не проходит. Через определённое время излучается другой фотон, определённой фазы.
👍👍👍👍👍
2:09 если стенки сосуда не параллельные, тогда какое будет направление луча при выходе?
А чего, можно было в аквариум дыму напустить для видимости луча.
В конце два карандаша от того, что один виден с поверхности со смещением, второй через толщу воды. Направление камеры слегка сверху над поверхностью. Так же можно увидеть два изображения одного предмета в угловой призме, если длинная сторона направлена на объект.
закон Снеллиуса выводится и из корпускулярной модели, если лучом считать не траекторию, а то, что перпендкулярно летящей поверхности, образованной частицами
точечными частицами? сомнительно.
@@RobotN001 в точности как волнами, только гребнем считается скопление частиц
@@Bossedframe и с чего бы точечным частицам менять своё направление движения именно в ту сторону?
@@RobotN001 они не меняют.
@@Bossedframe , а-а-а, фронт смещается из-за задержки по времени для разных частиц. ну да. а если потом на пути будет ещё одна призма, то частицы правильно развернуться?
Вопрос знатокам. Когда матрица монитора будит нагревается сильнее от прямых солнечных лучей 1) Включена белая картинка 2) Включена черная картинка 3) Выключена
Преломление из за разницы плотности воздуха и воды ? Разность сред ? Продолжения преломлённых лучей находятся выше монеты .
В результате смены сред воздух, стекло, вода свет совершил двойное преломление. А при преломлении воздух-вода только одно.
достаточно скоростные видеокамеры могут в идеть-регистрировать и разницу фазовых и групповых скоростей света в модулированных световых пучках или коротких волновых цугах, а для проведения физически экспериментов с гравитационными волнами, возмущаемых на поверхности воды плывущей уткой, годятся и всякие подручные предметы
может хватит уже постить нейронко-подобные тексты? не смешно вообще. 😐
@@RobotN001 , виды и меры безобразий общественных юморов относительны
Есть ли объяснение преломления с точки зрения фотонной/корпускулярной теории? Из-за чего меняется вектор скорости? Действуют ли законы сохранения энергии или импульса при преломлении? В гугле никакого объяснения не нашел (
В прозрачной чашке монета тоже будет видна дважды. Как и Ваш висок через очки.
Можно потом рассказать про бахистокрону. очень интересная кривая. особенно для луча света
Второй карандаш взялся, наверное, от туда же, откуда и второй луч света на оптическом столике
Но почему же всётаки меняется угол волны ? ....
Один карандаш это почти не преломленный свет, другой преломленный на поверхности воды
Как объяснить преломление в квантовой интерпретации, а не в волновой физике?
там оно как раз аналогично волновой. смысл тот же - интерференция волн. Только в оптике мы говорим про колебания эм-поля, а в квантовой физике - про волновую функцию, квадрат модуля которой описывает вероятность событий.
@@mrgoodpeople хорошо, но волновая функция взаимодействуют не сама с собой, а с волновой функцией атомома (кристалической решоткой), как будет выглядеть лагранжиан?
Чем плотнее среда, тем больше луч преломляется?
Раз, по вашему, преломление это есть свойство волны, то следовательно, один фотон преломлятся не будет. А тогда и два и n фотонов! Т.е. если свет состоит из фотонов, он не должен преломлятся!
Второй карандаш появился отражением от раздела сред внутри воды
я знал что скорость света не постоянна!
В видео это прямым текстом озвучили
Все поняли, откуда пчм видно второй, но никто не хочет объяснять
задержка появлений сообщений.
Почему линейка и луч на схеме приломляются в разные стороны?
Линейка не луч, если нарисовать лучи от нее как на схеме то каждая точка линейки как бы поднимается для наблюдателя
второй карандаш - эффект полного отражения
Плюс стенка, через которую видно отраженную от поверхности картинку.
th-cam.com/video/pZd234e05-g/w-d-xo.html
На тему Ферма, вполне красивое объяснение, жалко что Вы его так уж прям проигнорировали.
Один карандаш был в рукаве!
Надо было дым добавить над аквариумом.
Спасибо за контент.
8:13, но наоборот, скорость волны, например звука ( и свет как бы волна ), в более плотной среде больше, чем в менее плотной, например в воде быстрее чем в воздухе. Это объяснение не последнее, есть более современные про групповые скорости.
Флуоресцеин нашли, а дыма в воздухе не смогли создать? 😂😁😉
отраженные волны это и есть второй карандаш
Шокирующая правда о преломлении!
th-cam.com/video/pZd234e05-g/w-d-xo.html