Закон преломления света

Преломление света — явление, при котором луч света, переходя из одной среды в другую, изменяет направление на границе этих сред.

Преломление света происходит по следующему закону:
Падающий и преломленный лучи и перпендикуляр, проведенный к границе раздела двух сред в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух сред:
,
где α — угол падения,
β — угол преломления,
n — постоянная величина, не зависящая от угла падения.

При изменении угла падения изменяется и угол преломления. Чем больше угол падения, тем больше угол преломления.
Если свет идет из среды оптически менее плотной в более плотную среду, то угол преломления всегда меньше угла падения: β < α.
Луч света, направленный перпендикулярно к границе раздела двух сред, проходит из одной среды в другую без преломления.

 

 

Определение показателя преломления сред (рефрактометрия)

Метод рефрактометрии основан на измерении показателя преломления света n анализируемым веществом.

Показателем преломления называется отношение скорости распространения света в воздухе к скорости распространения света в исследуемом веществе. Величина показателя преломления зависит от природы вещества, температуры, длины световой волны, при которой проводят определение.

     

Различная скорость распространения луча света в средах с различной плотностью вызывает изменение его направления при переходе из одной среды в другую, т.е. рефракцию. Отношение скорости распространения света в воздухе v₁ к скорости распространения света в веществе v₂, равное отношению синусов угла падения луча света α и угла его преломления β, называется показателем (коэффициентом) преломления n и является величиной, постоянной для данной длины волны:

При прохождении луча света из среды с меньшим значением n в среду с большим показателем преломления (рис. А) β < α. Если угол падения α луча С (рис. Б) приближается к 90⁰, то β < 90⁰. При дальнейшем увеличении угла падения (луч D) падающий свет полностью отражается от границы раздела и не попадает в менее плотную среду, происходит полное внутреннее отражение.

 

                                                            

 

Рефрактометр

Прибор для определения преломления света. Устройство рефрактометра основано на явлении полного внутреннего отражения луча света на границе двух сред (одна – стеклянная призма, другая – анализируемый раствор) или на положении предельного луча на границе светотени.

 

1 – свет от источника; 2 – зеркало; 3 – осветительная призма; 4 – измерительная призма; 5 – компенсатор; 6- объектив; 7 – призма; 8 – пластинка с визирными штрихами и шкалой показателей преломления; 9 – окуляр.

 

Источники:

http://edu.glavsprav.ru

http://biofile.ru/bio/19851.html

http://5terka.com/node/11998

 

Ладыгин Владислав 11 класс

..................

Электрический ток в вакууме

До открытия уникальных свойств полупроводников в радиотехнике использовались исключительно электронные лампы.

   Откачивая газ из сосуда (трубки), можно дойти до такой его концентрации, при которой молекулы газа успевают пролететь от одной стенки сосуда к другой, ни разу не испытав соударений друг с другом. Такое состояние газа в трубке называют вакуумом.

   Проводимость межэлектродного промежутка в вакууме можно обеспечить только с помощью введения в трубку источника заряженных частиц.

   Термоэлектронная эмиссия. Чаще всего действие такого источника заряженных частиц основано на свойстве тел, нагретых до высокой температуры, испускать электроны. Этот процесс называется термоэлектронной эмиссией. Его можно рассматривать как испарение электронов с поверхности металла. У многих твердых веществ термоэлектронная эмиссия начинается при температурах, при которых испарение самого вещества еще не происходит. Такие вещества и используются для изготовления катодов. (Отрицательно заряженный электрод.).

   Односторонняя проводимость. Явление термоэлектронной эмиссии приводит к тому, что нагретый металлический электрод(Проводник в виде пластинки, сетки, стержня, шара и т. д., через который электрический ток проходит в жидкость или газ.), в отличие от холодного, непрерывно испускает электроны. Электроны образуют вокруг электрода электронное облако. Электрод заряжается положительно, и под влиянием электрического поля заряженного облака электроны из облака частично возвращаются на электрод.

   В равновесном состоянии число электронов, покинувших электрод в секунду, равно числу электронов, возвратившихся на электрод за это время. Чем выше температура металла, тем выше плотность электронного облака.

   Различие между температурами горячих и холодных электродов, впаянных в сосуд, из которого откачан воздух, приводит к односторонней проводимости электрического тока между ними.

   При подключении электродов к источнику тока между ними возникает электрическое поле. Если положительный полюс источника тока соединен с холодным электродом (анодом), а отрицательный — с нагретым (катодом), то вектор напряженности электрического поля направлен к нагретому электроду. Под действием этого поля электроны частично покидают электронное облако и движутся к холодному электроду. Электрическая цепь замыкается, и в ней устанавливается электрический ток. При противоположной полярности включения источника напряженность поля направлена от нагретого электрода к холодному. Электрическое поле отталкивает электроны облака назад к нагретому электроду. Цепь оказывается разомкнутой.

   Диод. Односторонняя проводимость широко использовалась раньше в электронных приборах с двумя электродами - вакуумных диодах, которые служили, как и полупроводниковые диоды, для выпрямления электрического тока. Однако в настоящее время вакуумные диоды практически не применяются.

   Для создания тока в вакууме необходим специальный источник заряженных частиц. Действие такого источника обычно основано на термоэлектронной эмиссии.

 

       I.             

1.     Молекулы жидкости движутся беспорядочно. Чем выше температура жидкости, тем больше кинетическая энергия молекул. В какой-то момент кинетическая энергия отдельных молекул может стать настолько большой, что они окажутся способными вылететь из жидкости, преодолев силы притяжения остальных молекул.

2.     Интенсивность испарения зависит от:

Температуры.

Площади поверхности жидкости.

Движения воздуха (ветра).

Рода жидкости.

3.     Так как в жидкости всегда есть некоторое число быстро движущихся молекул.

4.     В закрытом сосуде пар находится в динамическом равновесии со своей жидкостью.

При понижении температуры уменьшается число молекул способных вылететь с поверхности жидкости. Через некоторое время равновесие восстановится.

При повышении температуры большее число молекул способно вылететь с поверхности жидкости. Число молекул вылетающих станет больше, чем возвращающихся обратно. Через некоторое время равновесие восстановится, но плотность увеличится.

5.     Насыщенный пар – это пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью.

Ненасыщенный пар – это пар, не находящийся в состоянии равновесия со своей жидкостью.

6.     Давление насыщенного пара не зависит от занимаемого им объёма.

7.     Как только начинается превращение пара в жидкость, пар находящийся в равновесии с жидкостью, становится насыщенным.

     II.             

1.     Кипение – это интенсивное парообразование, происходящее  по всему объёму жидкости при определённой температуре.

2.     В отличие от испарения, которое происходит при любой температуре, кипение происходит при определённой температуре. Причём она остаётся постоянной до тех пор, пока вся жидкость не выкипит.

3.     Этапы кипения:

·        Прогревание  во  всем сосуде  воды;

·        Подъем   пузырьков  к  поверхности  жидкости;

·        Расширение  пузырьков;

·        Достигнув  поверхности  жидкости,  пузырьки  лопаются,  и  пар  выходит   наружу.

4.     Температура кипения зависит от атмосферного давления. При повышении атмосферного давления она увеличивается, при понижении она уменьшается.

5.     При подъёме в горы атмосферное давление уменьшается, поэтому понижается температура кипения воды (приблизительно на 1°С на каждые 300 метров высоты).  При спуске с горы атмосферное давление увеличивается, следовательно, повышается температура кипения воды. Таким образом, определив температуру кипения воды, по специальным таблицам можно вычислить высоту горы.