ГЛАВА 33. СВЕТОВЫЕ ЛУЧИ. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА. ЗАКОНЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ, ОТРАЖЕНИЯ И ПРЕЛОМЛЕНИЯ СВЕТА

Еще одна особенность закона преломления света заключается в его обратимости. Это свойство закона преломления связано с тем, что среда, откуда падает луч, и среда, куда проходит луч, входят в закон преломления абсолютно симметрично. Эта особенность закона проявляется в следующем. Пусть луч, падая под углом α₁ на границу двух сред, проходит во вторую среду под углом α₂. А поскольку обе среды входят в закон преломления одинаково, то при падении из второй среды под углом α₂ он пройдет в первую среду под углом α₁. Другими словами, если «развернуть» прошедший луч, то он полностью повторит путь падающего луча, но пройдет его в обратном направлении.

Рассмотрим теперь несколько примеров применения закона преломления.

Пример 33.3. Почему, если смотреть над костром на предметы, находящиеся за ним, очертания предметов кажутся нам «колеблющимися»?

Решение. Показатель преломления воздуха зависит от температуры. Из-за неоднородного распределения температуры в пламени костра, лучи света, отразившиеся от разных точек предметов, искривляются по-разному, что приводит к смещению изображений различных точек предметов на сетчатке глаза. Аналогичный эффект можно наблюдать, если в жаркий день смотреть через воздух над разогретым асфальтом.

Пример 33.4. В дно водоема глубиной a вбита свая, которая на величину b выступает из воды. Найти длину тени от сваи на дне водоема, если высота Солнца над горизонтом в данный момент времени φ = 45°. Показатель преломления для воды n.