Преломление на границе воздух — вода. Видимые и невидимые тела

Преломление на границе воздух — вода. 1) Аквариум. 2) Источник света. 3) Два плоских зеркала, 4) Флюоресцан. 5) Дымарь.

От проекционного фонаря при помощи щели получают световую полоску и посредством плоского зеркала А направляют ее на поверхность воды, налитой в аквариум (рис. 295). Вода подкрашивается флюоресцином, чтобы луч света был виден в воде. Воздух на пути луча заполняется дымом, чтобы сделать луч света видимым (об этих мерах в дальнейших опытах повторять не будем).

Рис. 295. Преломление в воде

Если на дно аквариума положить второе плоское зеркало, то луч, отразившись от этого зеркала, дойдет до уровня воды и перейдет в воздух, обнаруживая второй случай перехода: вода—воздух.

Прибор Кольбе. Прибор с принадлежностями. Прибор (рис. 296) состоит из застекленного спереди и сзади сосуда (примерно 40 см X 20 см X 8 см). В нижней металлической полосе (b = 7см) спереди и сзади проделано по отверстию (d = 5—6 см) в которые вделана концами стеклянная трубка.

Рис. 296. Прибор Кольбе для преломления в воде

К прибору прилагаются (рис. 297): 1) электролампа А с однонитным волоском (рис. 165); патрон лампы имеет: круглое основание В, плотно входящее в стеклянную трубку; штатив С у лампы позволяет как вдвигать ее в эту трубку, так и помещать лампу над сосудом (рис. 296); 2) два жестяных цилиндра D и Е с одной и с несколькими (более 20) щелями; в эти цилиндры вдвигается лампа, когда она устанавливается над сосудом (рис. 296);

Рис. 297. Принадлежности к прибору Кольбе

3) ширмы F и Н с одной и с несколькими щелями; ширмы надеваются внутри сосуда на поперечную стеклянную трубку когда в нее сзади вдвинута лампа; одновременно спереди трубка закрывается колпачком; вершины конусов, которыми оканчиваются цилиндры D, Е и К, служат для отметки положения волоска лампы как светящей точки; 4) ширма L с боковыми закраинами; она надевается поверх: ширмы F или Ну чтобы не пустить лучи света на стенки сосуда; экраны (белые) М и N, которые вставляются в сосуд и служат для проектирования лучей.

На рисунке 296 показан случай перехода лучей из воздуха в воду. Лампа помещена над сосудом (в цилиндре Е); вставлен экран N.

Видимые и невидимые тела. 1) Стеклянная трубка с кедровым маслом и стеклянной палочкой. 2) Проекционный фонарь. 3) Горелка. 4) Экран.

Если в прозрачное вещество (среду), например в воду или в воздух, поместить прозрачное бесцветное тело, то последнее будет видимым для глаза только в том случае, если показатель преломления этого тела отличается от показателя преломления среды; при равенстве этих показателей тело становится для глаза незаметным, так как на границе двух прозрачных веществ с одинаковыми показателями преломления не может произойти ни преломление, ни отражение.

Чтобы показать это, берут запаянную стеклянную трубочку (рис. 298), у которой внутри в верхней половине впаяна стеклянная палочка, в нижней половине налито кедровое масло, имеющее почти одинаковый показатель преломления со стеклом. Если трубочку повернуть так, чтобы стеклянная палочка оказалась погруженной в кедровое масло, то палочка делается почти незаметной; получается оптически однородная среда.

Рис. 298. Стеклянная палочка в кедровом масле

Если потоки теплого воздуха, например над горелкой, осветить при помощи проекционного фонаря, направив лучи на экран, то на экране будут ясно видны струи горячего воздуха (рис. 299), так как его показатель преломления несколько иной чем у холодного воздуха (оптически неоднородная среда).

Рис. 299. Проектирование на экран потоков воздуха