ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА НА ГРАНИЦЕ ДВУХ СРЕД.
В тех случаях, когда свет встречается с веществом, это сопровождается сразу несколькими явлениями: искривлением хода светового луча (преломлением), отражением от поверхности, поглощением и т.д.
Остановим своё внимание на одном из них, преломлении. Если свет встречает среду, в которой он поглощается не сильно, то преобладающая чаcть энергии светового потока либо проникает внутрь этой среды (её называют прозрачной), либо отражается от неё (её называют зеркалом). Пусть у нас свет идёт из воздуха (n = 1), ну, скажем в однородное стекло (n = 1.5) или наоборот, из стекла в воздух. По известным вам из учебника причинам на границе двух сред происходит изменение направления распространения света - преломление.
Цель работы: максимально подробно подметить все особенности преломления, установить положение роковых точек преломления.
Установка. Справа в окне анимации вы можете видеть луч фонарика красного цвета, идущий сверху вниз из воздуха в стекло, условно обозначенное голубым цветом. Под ними имеется ползунок для управления направлением луча от -180° до 180°. Справа и слева от ползунка будут указаны угол α падения луча и угол β преломления луча. Напоминаем, что все углы в оптике отсчитываются от перпендикуляра к поверхности, этот перпендикуляр обозначен пунктирной линией.
Ход наблюдения. Передвиньте ползунок немного вправо, положение падающего (верхнего) луча изменится, изменится и величина угла α. Вслед за этим изменится и ход преломлённого луча в стекле, изменится и величина угла β в соответствии с законом преломления лучей Снеллиуса. Обратили внимание? Эти углы естественно не одинаковы! И по мере того, как вы будете увеличивать угол падения, приближаясь к отметке 90°, эта разница будет нарастать.
Вблизи этого значения надо быть особенно аккуратным и внимательным. Если вы кликнули по ползунку мышкой, то дальше его перемещением можно управлять с помощью кнопок Влево/Вправо на клавиатуре. Запишите в тетрадь свои первые наблюдения: как ведёт себя преломлённый луч при увеличении угла падения от 0 до 90°.А всё ли вам позволила заметить ваша наблюдательность? Скоро узнаем.
При угле падения 90° луч оказывается параллельным границе двух сред и не преломляется.
Также аккуратно будем увеличивать угол падения луча. Теперь мы с нашим фонариком оказались внутри среды 2 и светим на границу раздела сред изнутри среды с большим показателем преломления в среде с меньшим n.
Но что это?! Где закон преломления? Обратите внимание не только на странный ход луча, но и на величины углов. Преломление сменилось по некоей причине отражением. И точно, значения углов нам указывают, что происходит именно отражение. Согласитесь это странно! Отметьте в тетради эти свои наблюдения, а главное, когда оно наступило, при каких таких обстоятельствах, и когда закончится, если закончится.
А потому двигаемся дальше, всё уменьшая угол падения луча.
Стоп! Что это? Опять смена закона, отражение явно сменилось преломлением. Заметьте, когда это произошло. А не встречалось ли вам это значение угла в первой части опыта? Запишите свои наблюдения в тетрадь. Можете это объяснить?
Двигаемся дальше, теперь угол падения у нас меньше угла преломления, а ведь сначала было всё наоборот. Да, с преломлением не соскучишься!
И, наконец, мы повернули луч на 180°, угол падения и угол преломления теперь равны 0°.
Можно повторить эти опыты, передвинув ползунок влево от исходного положения до самого конца, и, если вы действовали постепенно, то вы увидите ту же самую картину. Поищите объяснение этим странностям преломления, в том числе, объясните, что это за странный угол, после которого отражение сменяется преломлением, если свет идёт из оптически более плотной среды в менее плотную (не 45°, не 90°, не 0°, а нечто непонятное - странно). И почему такого нет, когда луч идёт из менее плотной среду в более плотную?

Проверьте себя, отвечая на контрольные вопросы.
Желаем успеха!