Преломление света

Преломление света, изменение направления распространения оптического излучения (света) при его прохождении через границу раздела двух сред. На протяжённой плоской границе раздела однородных изотропных непоглощающих (прозрачных) сред с преломления показателями n₁ и n₂ П. с. определяется следующими двумя закономерностями: преломленный луч лежит в плоскости, проходящей через падающий луч и нормаль (перпендикуляр) к поверхности раздела; углы падения (j и преломления c (рис.) связаны Снелля законом преломления: n₁sinj = n₂sinc. П. с. сопровождается и отражением света; при этом сумма энергий преломленного и отражённого пучков лучей (количественные выражения для них следуют из Френеля формул) равна энергии падающего пучка. Их относительные интенсивности зависят от угла падения, значений n₁ и n₂ и поляризации света в падающем пучке. При нормальном падении отношение средних энергий преломленной и упавшей световых волн равно 4n₁n₂/(n₁ + n₂)²; в существенном частном случае прохождения света из воздуха (n₁ с большой точностью = 1) в стекло с n₂ = 1,5 оно составляет 96%. Если n₂ < n₁ и угол падения j ³ arcsin (n₂/n₁), П. с. не происходит, и вся энергия, принесённая на границу раздела падающей световой волной, уносится отражённой волной (явление полного внутреннего отражения). При любых j, кроме j = 0, П. с. сопровождается изменением состояния поляризации света [наиболее сильным при т. н. угле Брюстера j = arctg (n₂/n₁), см. Брюстера закон], что используют для получения линейно-поляризованного света (см. Стопа в оптике). Зависимость П. с. от поляризации падающих лучей наглядно проявляется при двойном лучепреломлении в оптически анизотропных средах. В поглощающих средах П. с. формально можно описать, используя те же выражения, что и для непоглощающих сред, но рассматривая n как комплексную величину (мнимая часть которой характеризует поглощение света средой; см., например, Металлооптика). c при этом также становится комплексным и теряет простой смысл угла преломления, который он имеет для непоглощающих сред. В общем случае n среды зависит от длины волны l света; поэтому при преломлении немонохроматического света составляющие его лучи с различными lидут по разным направлениям (дисперсия света). На законах П. с. основано устройство линз и многих оптических приборов, служащих для изменения направления световых лучей и получения изображений оптических.

? Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд.. М., 1957 (Общий курс физики, т. 3); Борн М., Вольф Э., Основы оптики, пер. с англ., 2 изд., М., 1973.

? Н. А. Войшвилло.