300

6.3.1. Pomiar współczynnika załamania metodą graficzną

W celu wyznaczenia współczynnika załamania szkła używamy płytki płasko-równoległej i półokrągłej. Wiadomo, że promień świetlny przechodząc przez płytkę płasko-równoległą nie zmienia kierunku, a ulega tylko przesunięciu. Obserwując bieg promieni, możemy więc wyznaczyć graficznie kąty a i (i oraz ze wzoru (6.6) obliczyć rt.

Rys. 6.4

Wyznaczanie współczynnika załamania za pomocą płytki półokrągłej jest oparte na pomiarze kąta granicznego. Promień świetlny przechodząc z ośrodka optycznie gęstszego (II) do optycznie rzadszego (I) ulega załamaniu „od prostopadłej” (promień 1 - rys. 6.4a). Jeżeli zwiększymy kąt padania, to rośnie również kąt załamania, szybciej jednak niż kąt padania. Przy pewnym kącie padania a_g kąt załamania równa się 90° (promień 2). Kąt padania a_g nazywa się kątem granicznym (rys. 6.4a i 6). Promienie padające pod kątem a, większym od kąta granicznego (promień 3), ulegają całkowitemu wewnętrznemu odbiciu i nie przechodzą do drugiego ośrodka. Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia zachodzi wtedy, gdy promienie przechodzące z ośrodka optycznie gęstszego do optycznie rzadszego padają pod kątem a większym od kąta granicznego (rys. 6.4a i 6.46). Zjawisko całkowitego we-

___    wnętrznego odbicia jest

szeroko wykorzystywane do zmiany biegu promieni świetlnych, m.in. w światłowodach oraz w elementach optycznych lunet geodezyjnych i lornetek.

Znając kąt graniczny dla danych dwóch ośrodków (np. przy przejściu światła ze szkła do powietrza) możemy obliczyć współczynnik załamania szkła względem powietrza ze wzoru: