Номер 1, страница 186 - гдз по физике 7 класс учебник Пурышева, Важеевская

✓ Что называют полным внутренним отражением света?

Что называют полным внутренним отражением света?

Полное внутреннее отражение света — это оптическое явление, которое наблюдается, когда свет падает на границу раздела двух сред, распространяясь из среды с большим показателем преломления в среду с меньшим показателем преломления. При определённых условиях свет не проходит во вторую среду (не преломляется), а полностью отражается обратно в первую среду.

Для того чтобы произошло полное внутреннее отражение, должны одновременно выполняться два условия:

1. Свет должен переходить из оптически более плотной среды в оптически менее плотную. Это означает, что показатель преломления первой среды ($n_1$) должен быть больше показателя преломления второй среды ($n_2$), то есть $n_1 > n_2$.

2. Угол падения луча $\alpha$ на границу раздела сред должен быть больше некоторого критического значения, называемого предельным углом полного внутреннего отражения $\alpha_{пр}$.

Связь между углом падения $\alpha$ и углом преломления $\beta$ описывается законом Снеллиуса:

$n_1 \sin{\alpha} = n_2 \sin{\beta}$

Поскольку $n_1 > n_2$, из закона следует, что $\sin{\beta} > \sin{\alpha}$, и, следовательно, угол преломления $\beta$ всегда больше угла падения $\alpha$. При увеличении угла падения, угол преломления также увеличивается. Предельный угол $\alpha_{пр}$ — это такой угол падения, при котором угол преломления $\beta$ равен $90^\circ$. В этом случае преломлённый луч "скользит" вдоль границы раздела сред.

Подставив $\beta = 90^\circ$ (и, соответственно, $\sin{\beta} = 1$) в закон Снеллиуса, мы можем найти предельный угол:

$n_1 \sin{\alpha_{пр}} = n_2 \cdot \sin{90^\circ} = n_2 \cdot 1$

Отсюда формула для синуса предельного угла:

$\sin{\alpha_{пр}} = \frac{n_2}{n_1}$

Если угол падения света $\alpha$ превышает этот предельный угол ($\alpha > \alpha_{пр}$), то из закона Снеллиуса мы получили бы, что $\sin{\beta} = \frac{n_1}{n_2}\sin{\alpha} > \frac{n_1}{n_2}\sin{\alpha_{пр}} = 1$. Поскольку синус угла не может быть больше единицы, это означает, что преломление света невозможно. Энергия световой волны не может перейти во вторую среду, и свет полностью отражается от границы раздела, подчиняясь закону отражения (угол отражения равен углу падения). Это и есть явление полного внутреннего отражения. Энергия отраженного луча практически равна энергии падающего, что делает такое отражение очень эффективным.

Ответ: Полным внутренним отражением света называют явление, при котором световой луч, падающий на границу раздела двух сред, полностью отражается обратно в первую среду, не проходя во вторую. Это происходит при выполнении двух условий: свет должен распространяться из оптически более плотной среды в менее плотную ($n_1 > n_2$), и угол падения луча должен быть больше предельного (критического) угла, определяемого соотношением показателей преломления сред.