Лучевая модель света
Создана 29.04.2022
Отредактирована 29.04.2022
Отредактирована 29.04.2022
Электромагнитное излучение, в том числе и видимый свет, излучаемое некоторым источником, распространяется по прямым линиям. Такие линии называются световыми лучами.
Представьте себе узкий пучок света, такой, как создает лазер. В вакууме свет распространяется прямолинейно со скоростью 300 000 км/с. В любых других физических средах и материалах, таких, как воздух, вода или стекло, скорость распространения световых лучей меньше, чем в вакууме. Если световой луч (который называют падающим лучом) пересекает границу перехода из одного вещества (например, воздуха) в другое (например, стекло), небольшое количество энергии светового луча отражается в обратном направлении. По этой причине можно увидеть свое отражение в воде или зеркале. Световой луч, отраженный от границы двух материалов, называется отраженным.
Энергия светового луча, которая не была отражена, проникает в стекло. Входящий луч обычно проникает в стекло под углом к его предыдущему направлению. Такой луч называется преломленным. Насколько сильно световой луч преломляется, зависит от двух факторов:
Эффект преломления световых лучей на границе двух сред позволяет им проходить по оптоволоконному кабелю, даже если такой кабель скручен в кольцо.
Насколько сильно световой луч преломляется при проникновении в стекло, определяется оптической плотностью стекла. Оптическая плотность - это параметр, который показывает, насколько медленно свет распространяется в материале. Материал с более высокой оптической плотностью имеет меньшую скорость распространения светового луча. Соотношение скорости света в вакууме к скорости света в материале называют коэффициентом преломления (Index of Refrection - IR) и записывается так:
Представьте себе узкий пучок света, такой, как создает лазер. В вакууме свет распространяется прямолинейно со скоростью 300 000 км/с. В любых других физических средах и материалах, таких, как воздух, вода или стекло, скорость распространения световых лучей меньше, чем в вакууме. Если световой луч (который называют падающим лучом) пересекает границу перехода из одного вещества (например, воздуха) в другое (например, стекло), небольшое количество энергии светового луча отражается в обратном направлении. По этой причине можно увидеть свое отражение в воде или зеркале. Световой луч, отраженный от границы двух материалов, называется отраженным.
Энергия светового луча, которая не была отражена, проникает в стекло. Входящий луч обычно проникает в стекло под углом к его предыдущему направлению. Такой луч называется преломленным. Насколько сильно световой луч преломляется, зависит от двух факторов:
- угла, под которым падающий луч падает на поверхность стекла;
- соотношение скоростей распространения света в двух субстанциях (в рассматриваемом примере: воздух и стекло).
Эффект преломления световых лучей на границе двух сред позволяет им проходить по оптоволоконному кабелю, даже если такой кабель скручен в кольцо.
Насколько сильно световой луч преломляется при проникновении в стекло, определяется оптической плотностью стекла. Оптическая плотность - это параметр, который показывает, насколько медленно свет распространяется в материале. Материал с более высокой оптической плотностью имеет меньшую скорость распространения светового луча. Соотношение скорости света в вакууме к скорости света в материале называют коэффициентом преломления (Index of Refrection - IR) и записывается так:
Следовательно, мерой оптической плотности является коэффициент преломления материала. Чем больше значение коэффициента преломления материала, тем больше его оптическая плотность и тем меньше скорость распространения света в нем, по отношению к материалу с меньшим коэффициентом преломления.
В таблице 1 перечислены коэффициенты преломления для воздуха, стекла, алмаза и воды.
Таблица 1 Коэффициенты преломления
В таблице 1 перечислены коэффициенты преломления для воздуха, стекла, алмаза и воды.
Таблица 1 Коэффициенты преломления
| Материал | Коэффициент преломления |
| Воздух | 1,000 |
| Стекло | 1,523 |
| Алмаз | 2,419 |
| Вода | 1,333 |
Для таких материалов, как стекло, коэффициент преломления можно увеличить, если при изготовлении материала добавлять в него различные химические вещества, которые называют примесями. Коэффициент также можно уменьшить, уменьшая количество примесей.
В следующих двух разделах подробно описано отражение и преломление света, для того чтобы в дальнейшем было легче разобраться в принципах построения и работы оптических устройств и волокон.
В следующих двух разделах подробно описано отражение и преломление света, для того чтобы в дальнейшем было легче разобраться в принципах построения и работы оптических устройств и волокон.
| <= Назад | Вперед => |