Угол падения при котором угол преломления составляет 90 называется

Преломление света.

Преломлением или рефракцией света называется изменение направления световых лучей при переходе через границу раздела двух сред с различными показателями преломления.

Абсолютным показателем преломления среды называется отношение скорости света в вакууме (с) к скорости света в данной среде (v). .

Относительным показателем преломления 2-й среды относительно 1-й называется величина, равная отношению абсолютных показателей преломления.

где V₁ и V₂ — скорости света в 1-й и 2-й среде.

Угол между перпендикуляром к границе двух сред и падающим лучом называется углом падения (i), а между перпендикуляром и преломленным лучом – углом преломления (r) (рис.8).

Преломление (рефракция) подчиняется закону преломления:

Рис.8 а)Преломление, б) Предельный угол, в) Отражение

Если луч переходит из среды с меньшим показателем преломления (n₁) в среду с большим показателем преломления (n₂), то углу падения i = 90° соответствует угол преломления r_пр , называемый предельным углом преломления (рис.8) . Для данных двух сред угол преломления не может превышать предельного угла.

Если луч переходит из среды с большим показателем преломления (n₂) в среду с меньшим показателем преломления (n₁), то при угле падения i_np, равном величине предельного угла преломления для этих двух сред, преломленный луч пойдет вдоль границы раздела этих сред, т.е. при i_пр угол преломления r = 90°.

Угол i_пр называется предельным углом полного внутреннего отражения, т.е. это угол падения, которому соответствует угол преломления 90°. Его величина определяется из условия: .

При i > i_np луч полностью отразится от границы раздела сред. Это явление называется полным внутренним отражением.

Таким образом, полное внутреннее отражение света от границы раздела двух сред будет иметь место при переходе света из среды оптически более плотной, в среду оптически менее плотную, для лучей, падающих под углами больше предельного.

Приборы для определения показателя преломления света в веществе называются рефрактометрами. В медицине и биологии рефрактометры применяются для определения концентрации веществ в растворе.

Оптическая схема рефрактометра показана на рис.9.

Основной оптический узел рефрактометра составляют 2 призмы: осветительная (P₁) и измерительная (Р₂). Между призмами Р₁ и P₂ в виде тонкого слоя помещают исследуемую жидкость.

Показатель преломления исследуемой жидкости (n₁) должен быть меньше показателя преломления измерительной призмы (n₂). Нижняя поверхность осветительной призмы сделана матовой, т.к. матовая поверхность служит источником рассеянного света. Свет от лампочки (или зеркальца) направляется на боковую грань осветительной призмы, проходит через неё и рассеивается на матовой поверхности.

Рис.9 Оптическая схема рефрактометра

Затем рассеянный свет, пройдя через слой исследуемой жидкости (n₁), попадает на поверхность измерительной призмы (n₂) под различными углами падения от 0 до 90°.

Граница раздела между исследуемой жидкостью и стеклом измерительной призмы является определяющей в работе прибора. Рассеянный свет переходит через эту границу из среды, оптически менее плотной (n₁), в среду, оптически более плотную (n₂). Поэтому наибольший угол преломления всех падающих лучей рассеянного света не будет превышать предельного угла (r_пр). Поэтому световой пучок преломленных лучей будет находиться в измерительной призме в диапазоне углов от 0 до r_np. В диапазоне же углов от r_np до 90° света не будет, так как крайнему падающему лучу (i = 90°) соответствует предельный угол преломления.

После преломления на второй грани призмы Р₂ пучок световых лучей обозначит в поле зрения наблюдателя (окуляре R) светлую область. Другая часть поля зрения будет неосвещенной (тёмная область). Граница раздела между светлой и тёмной областью (граница светотени) будет соответствовать предельному углу. Положение границы светотени на шкале прибора и дает требуемый отсчёт шкалы в единицах абсолютного показателя прелом­ления.

3.Понятие о предельном угле падения и предельном угле преломления

Угол падения, при котором преломленный луч стремится принять значение 90, называется критическим углом падения. Когда угол падения становится больше, чем критический, преломленный луч исчезает. Таким образом, свет не проходит во вторую среду – все лучи отражаются. Такое явление называется полным внутренним отражением.

Полное внутреннее отражение имеет место только тогда, когда свет проходит из среды более плотной в среду менее плотную рис.3

Рис.3. Полное внутреннее отражение.

Явление полного внутреннего отражения находит применение в области волоконной оптики. Оптическое волокно (световод) состоит из гибких стеклянных прутьев с высоким показателем отражения. Свет вводят в световод под углом полного внутреннего отражения, затем он отражается от стенок световода и распространяется вдоль световода почти без поглощения. Благодаря гибкости, световод может быть изогнут любым образом. Но пока угол отражения остается больше, чем критический угол, свет распространяется по всей длине световода.

4.Удельная рефракция вещества

В самом общем виде зависимость некоторой функции – показателя преломления от плотности вещества может быть выражена следующим образом: f(n)=r, где r – коэффициент пропорциональности, называемый удельной рефракцией.

На основании теории о поляризации атомов и молекул веществ (диэлектрика) в электрическом поле можно показать, что f(n) имеет вид

, тогда

м 3 /кг

Данное уравнение является формульным выражением закона Лоренц-Лоренца.

Можно также доказать, что для данного вещества с молекулярной массой Мзначение удельной рефракцииrпрямо пропорционально поляризуемости:

,

гдеN_A– число Авогадро. С качественной точки зрения поляризуемость – мера того, насколько легко может быть возмущено исходное распределение плотности атома или молекулы внешним электрическим полем. Измеряется в м 3 .

5.Молекулярная рефракция вещества

Произведение удельной рефракции на молекулярную массу дает значение молекулярной рефракции R, м 3 /кмоль:

, или .

Из последнего выражения можно сделать важный вывод: молекулярная рефракция Rзависит только от поляризуемости, которая определяется природой вещества, не зависит от температуры, давления, внешних факторов и агрегатного состояния вещества.

Молекулярная рефракция – аддитивная величина атомных рефракций, например:

.

Удельную рефракцию используют при работе с растворами. Для раствора А в растворителе В удельная рефракция равна , гдеr_A+B,r_Aиr_B– удельные рефракции раствора, растворенного вещества А и растворителя В;х – весовая доля вещества А в растворе (определяется концентрациейсраствора, т.е. такого раствора, в котором концентрациясвесовых частей вещества приходится на сто весовых частей раствора). Подставив вместо удельных рефракций, значения показателей преломления получим

где n_A, n_Bи n_A+B– показатели преломления вещества А , В и раствора;_А,_Ви_А+В– соответственно их плотности.

МОии / ПЗ_5 / Ответы на тест / Ответы-3

26. Угол падения, при котором угол преломления составляет 90° , называется .

нормальным углом падения.

41. Как изменяется коэффициент затухания ультразвука с ростом частоты?

103. Разрешающую способность аппаратуры определяют по образцу с отражателями, расстояние по ходу луча между которыми известно, выполненному из материала, для которого известны:

скорость ультразвуковой волны.

42. Рассеяние ультразвука в материале может быть вызвано:

наличием в материале зерен различных компонентов (например, феррита, графита).

наличием в материале зерен различных компонентов (например, феррита, графита), различной ориентацией анизотропных кристаллов и наличием пор или инородных включений.

12. Для какого из типов волн существует зависимость скорости распространения волны от частоты?

Для поверхностной волны.

Для волны Лэмба.

99. Какой должна быть длительность задержки строб-импульса при настройке на работу «по слоям», если контролируется средний слой толщиной в? (толщина верхнего слоя — а, а всего изделия — с)

131. Если дискообразный отражатель расположен неперпендикулярно оси ПЭП, то с увеличением угла его накллона эхо-сигнал убывает .

тем медленнее, чем больше размер дефекта.

тем быстрее, чем больше размер дефекта.

23. Продольные ультразвуковые колебания вводят из воды в сталь под углом 5 град. к нормали. В этом случае угол преломления для поперечных колебаний будет:

поперечные колебания отсутствуют.

меньше, чем угол преломления для продольных колебаний.

40. Причиной ослабления ультразвуковой волны, распространяющейся в крупнозернистом материале, является:

поглощение и рассеяние.

82. Ширина основного лепестка диаграммы направленности поля поперечной волны в плоскости, перпендикулярной к плоскости падения волны наклонного ПЭП, с увеличением угла призмы .

53. Какой из перечисленных причин обуславливается уменьшение амплитуды сигнала при теневом прозвучивании изделия?

Шероховатостью поверхности, затуханием ультразвука и расхождением пучка.

50. По какому закону убывает амплитуда эхо-сигнала от несплошности под влиянием затухания?

35. При падении ультразвуковой волны на дефект в каком случае эхо-сигнал будет больше?

Когда полость дефекта заполнена шлаком.

Когда полость дефекта заполнена газом.

33. Фактор, определяющий количество отраженной ультразвуковой энергии от поверхности раздела двух сред, называется:

65. Какой из нижеперечисленных ПЭП содержит наиболее тонкий пьезоэлемент?

На частоту 5,0 МГц.

На частоту 10,0 МГц.

112. Вид контактирующей среды выбирают с учетом .

акустических характеристик контролируемого металла.

температуры изделия, его геометрической формы и пространственного положения.

102. Минимальное расстояние между отражателями, расположенными один за другим, эхо-сигналы от которых различаются как отдельные на экране дефектоскопа, называют:

разрешающей способностью аппаратуры.

лучевой разрешающей способностью.

56. Амплитуда первого донного эхо-сигнала в отсутствии дефекта в 5 раз больше амплитуды того же донного сигнала при наличии дефекта. Это значит, что коэффициент выявляемости дефекта Кд:

77. По мере увеличения частоты ультразвука угол, характеризующий раскрытие основного лепестка диаграммы направленности излучателя данного диаметра .

2. Контроль швов сварных соединений до термообработки называется .

4. Чем определяется возможность измерения расстояния до несплошности ультразвуковым методом?

Расхождением пучка волн в дальней зоне.

Постоянным для данного материала значением скорости распространения ультразвуковых волн и их известной траекторией.

3. Чем определяется возможность обнаружения дефектов материала ультразвуковым методом?

Существованием ультразвуковых волн различных типов.

Различием акустических сопротивлений материала и несплошности.

111. Какая из поверхностей имеет наименьшую шероховатость?

У вас большие запросы!

Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.

Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.

Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.

Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.

Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад