Задача №31-s по физике (11 класс, Мякишев Г.Я.)

Заметим, что если бы луч AC, луч CB и перпендикуляр к поверхности раздела сред в точке C не лежали в одной пло- скости, то путь от точки A к точке B занимал бы большее вре- мя, чем в том случае, когда все они лежат в одной плоскости. Итак, мы получили и третий закон геометрической опти- ки — закон преломления. Причём из принципа Ферма сле- дует не только закон преломления, но и равенство показате- ля преломления отношению скоростей света в первой и вто- рой средах. Независимость световых пучков Этот закон также неявно содержится в принципе Ферма по той простой причине, что свет идёт по пути, соответствую- щему минимуму времени, независимо от того, пересекают данный пучок другие световые пучки или нет. Опытная проверка законов отражения и преломления света В справедливости закона отражения и закона преломле- ния света можно убедиться на опытах с прибором, называе- мым оптической шайбой (рис. 1.25). Прибор состоит из не- подвижного диска с нанесёнными на нём делениями для из- мерения углов и специального осветителя. Диск укрепляется вертикально в штативе, а осветитель, испускающий узкий пучок света (возможно использование лазерной указки), мо- жет перемещаться по окружности диска. Законы отражения и преломления проверяют с помощью стеклянного полуцилиндра с матовой задней поверхностью. Для этого полуцилиндр закрепляют на диске так, чтобы середина плос- кой поверхности совпадала с цент- ром диска (см. рис. 1.25). Световой пучок идёт от осветителя вдоль ради- уса диска и на границе воздух — стек- ло час тично отражается, а частично проходит в стекло, изменив направле- ние, — преломляется. Ход луча в сте- кле и воздухе виден на матовой стен- ке диска. Пучок выходит из стекла в воздух перпендикулярно цилиндри- ческой поверхности и поэтому не пре- Рис. 1.25 ломляется.