Гэрэл агаар, шил, усанд ижил хурдтай тархдаггүй. Агаар дахь гэрлийн хурд 3 X 10 6 м/с байна. Усанд 2.25 × 10 8 м/с, шилэнд 2 х 10 8 м/с байна. Учир нь шил нь уснаас, ус агаараас оптикийн хувьд илүү нягт байдаг. Гэрлийн хурд буурч байвал орчин нягт , гэрлийн хурд нэмэгдвэл ховор гэж нэрлэдэг.
Гэрэл дунд орчинд шулуун шугамаар тархдаг. Харин нэг тунгалаг орчинд тархаж буй гэрлийн туяа өөр тунгалаг орчны гадаргуу дээр ташуугаар унах үед тэр нь өөр орчинд шулуун замаар тархдаг боловч анхны чиглэлээсээ ялгаатай. Нэг тунгалаг орчноос нөгөөд шилжих үед гэрлийн хөдөлгөөний чиглэл өөрчлөгдөхийг гэрлийн хугарал гэнэ.
Хоёр орчинг тусгаарлах гадаргуу дээр унах гэрлийн туяа. \(\angle i\) нь туссан туяа ба хэвийн туяаны хоорондох тусгалын өнцөг, \(\angle r\) нь хугарсан туяа ба нормаль хоорондын хугарлын өнцөг юм. Хазайлт нь хугарсан цацрагийн чиглэл ба туссан цацрагийн чиглэлийн хоорондох өнцөг юм. Тиймээс \(\angle\delta\) = \(\mid \angle i - \angle r \mid\)
Гэрлийн хугарал нь Снелийн хугарлын хуулиуд гэгддэг хоёр хуулинд захирагддаг.
\(\mu = \frac{3 X 10 ^8ms^{-1}}{2.25 X 10 ^8 ms{-1}} = \frac{4}{3} = 1.33\)
Тайлбар: Ямар ч орчин 1-ээс бага хугарлын илтгэгчтэй байж болохгүй.
Зарим нийтлэг бодисын хугарлын илтгэгч (µ).
| Бодис | μ | Бодис | μ |
| Вакуум | 1.00 | Агаар | 1.00 |
| Мөс | 1.31 | Ус | 1.33 |
| Согтууруулах ундаа | 1.37 | Глицерин | 1.47 |
| Энгийн шил | 1.5 | Керосин | 1.41 |
Асуулт 1: Гэрлийн туяа хугарлын үед хазайлтгүй өнгөрөх нөхцөл юу вэ?
Шийдэл: Хоёр нөхцөл бий - (1) тусгалын өнцөг 0-тэй тэнцүү байх үед. (2) Хоёр орчны хугарлын илтгэгч ижил байх үед.
Урвуу эргэлтийн зарчим Хэрэв 2-р орчны 1-р орчинд хамаарах хугарлын илтгэгч \(_1\mu_2= \frac{sin \ i}{sin \ r}\) , 1-р орчны 2-р орчинд хугарлын илтгэгч \(_2\mu_1 = \frac{sin \ r}{sin \ i }\) байна. \(_2\mu_1 = \frac{sin \ r}{sin \ i }\) , дараа нь \(_1\mu_2 \times _2\mu_1 = 1\) эсвэл \(_1\mu_2 = \frac{1}{_2\mu_1}\) ) гэж хэлж болно. \(_1\mu_2 = \frac{1}{_2\mu_1}\) |
Асуулт 1: Шилний агаарт хугарлын илтгэгч 3/2 бол шилний хугарлын илтгэгч хэд вэ?
Шийдэл: a µ g = 3/2, тиймээс g µ a нь \(\frac{1}{^3/_2} = \frac{2}{3}\) байна.
Хурд: Гэрлийн туяа ховор дундаас нягт руу хугарах үед гэрлийн хурд буурч, нягтаас ховор орчинд хугарвал гэрлийн хурд нэмэгддэг.
Давтамж: Гэрлийн давтамж нь гэрлийн эх үүсвэрээс хамаардаг тул хугарлын үед өөрчлөгддөггүй.
Долгионы урт: Тухайн орчин дахь гэрлийн v хурд, гэрлийн долгионы урт λ, гэрлийн давтамж f нь v = fλ гэж хамааралтай.
Гэрэл ховор дундаас нягт руу шилжих үед долгионы урт багасч, нягтралаас ховор орчинд шилжихэд долгионы урт нэмэгддэг.
(1) Агаараас харахад хөлөг онгоцны усны гүн бага байх шиг байна
Жинхэнэ гүн нь OS юм. Ус-агаарын гадаргуу дээр босоо тэнхлэгт унасан О цэгээс эхэлсэн гэрлийн туяа SA дагуу шулуун явна. Өөр нэг OQ туяа нь агаарт шилжих үед Q цэг дээр ус-агаарын гадаргуу дээр бууж, хэвийн NQ-аас хазайж, QT зам дагуу явдаг. QT туяа буцаж үүсэхэд хугарсан хоёр туяа P цэг дээр нийлдэг. Иймд P нь О-ийн дүрс юм. Иймээс ажиглагчид уснаас агаарт гэрлийн хугарлын улмаас савны гүн SO биш харин SP мэт харагдана. .
(2) Нар эрт мандах, нар жаргах
(3) Цөл дэх Мираж
Заримдаа элсэн цөлд модны урвуу дүр төрх харагддаг бөгөөд энэ нь модны доорх ус мэт хуурамч сэтгэгдэл төрүүлдэг. Үүнийг Мираж гэдэг. Миражийн шалтгаан нь гэрлийн хугарлаас үүдэлтэй. Цөлийн нэгэн адил элс маш хурдан халдаг тул элсэнд хүрч буй агаарын давхарга халдаг. Үүний үр дүнд газрын ойролцоох агаар нь дээд давхаргынхаас илүү дулаан байдаг. Өөрөөр хэлбэл, дээд давхаргууд нь доороосоо илүү нягт байдаг! Модны орой дээр туссан нарны гэрлийн туяа нягт давхаргаас ховор давхарга руу шилжихэд хэвийн байдлаасаа хазайдаг. Тиймээс дараалсан давхаргуудын тусгаарлах гадаргуу дээрх хугарлын үед хугарлын өнцөг нэмэгдэж, нягтаас ховор руу шилжих туяа тусах өнцөг нь 90 ° хүрэх хүртэл нэмэгддэг. Илүү нягтралаас ховор давхарга руу тусах өнцгийн өсөлт нь бүрэн тусгалаа алддаг бөгөөд одоо туссан гэрэл нь ховор байдлаас нягт руу шилждэг тул хугарал бүрт хэвийн байдал руу тонгойдог. Ажиглагчийн нүд рүү ороход модны урвуу дүрс харагдана.
Шилэн хавтан дээр туссан АВ туяа тусах B цэг дээр тусна. АВ туяа нь агаараас шил рүү орох тул нормаль руу тонгойж BC замаар явна. Хугарсан BC туяа дахин С цэгт шилний гадаргууд тусах үед туяа шилнээс агаарт шилжиж, CD замыг даган хэвийн хэмжээнээс холдоно. CD туяа нь туссан AB туяатай параллель байна. Тиймээс гарч буй туяа болон туссан туяа нь нэг чиглэлд байгаа боловч хажуу тийшээ шилжсэн.
Призм нь гурвалжин хөндлөн огтлолтой таван хавтгай гадаргуугаар хүрээлэгдсэн тунгалаг орчин юм. Призмийн хоёр эсрэг талын гадаргуу нь ижил гурвалжин, нөгөө гурван гадаргуу нь тэгш өнцөгт хэлбэртэй, бие биендээ налуу байна.
Нэг өнгийн гэрлийн туяа налуу призмийн гадаргуу дээр унах үед туссан туяа PQ призмийн нүүрэн дээр бууж, агаараас шил рүү шилжиж, хэвийн байдал руу тонгойж, QR замаар дамждаг. Хугарсан туяа QR нь призмийн нүүрэн дээр R дээр тусахад өөр хугарал үүснэ. Одоо QR туяа нь шилнээс агаарт нэвтэрч, хэвийн байдлаасаа хазайж, RS чиглэлд хөдөлдөг. Тиймээс призмээр дамжин өнгөрөхдөө гэрлийн туяа призмийн суурь руу тонгойдог.
