1.Зная скорость света в вакууме c, можно определить его скорость в среде, для которой известен показатель преломления n: .

Например, для стекла с показателем преломления 1,5:

,

а для воды, у которой n=1,33,

.

2. Согласно теории электромагнитного поля скорость распространения электромагнитных волн:

,

где с скорость распространения волн в вакууме, e и m - соответственно диэлектрическая и магнитная проницаемость среды. Из этого равенства следует, что

.

Но где n – показатель преломления среды. Следовательно,

.

Для ряда газообразных и жидких диэлектриков . Поэтому

.

Это указывает на связь оптических и электромагнитных характеристик вещества.

Связь между показателем преломления и диэлектрической проницаемостью можно получить и так.

Показатель преломления среды

,

где с – скорость электромагнитных волн в вакууме, а v – скорость в данной среде. Но

и

,

где ee0 и mm0 – соответственно значения диэлектрической и магнитной проницаемости среды, а e и m - соответственно их относительные значения. Поэтому

.

Для неферромагнитных тел , значит,

.

Излагается понятие об обратимости лучей. Здесь полезно иметь в виду, что принцип обратного хода лучей справедлив в геометрическом смысле, т.е. если не учитывать потери энергии при отражении и поглощении света.

Приводится пример, что показатель преломления воды относительно воздуха n=1,33, а воздуха относительно воды

.

В демонстрационных опытах и лабораторных работах получается показатель преломления изучаемого вещества относительно воздуха. Абсолютный показатель преломления воздуха (относительно вакуума) равен 1,00029. Следовательно, nабс=1,00029n, где n определяется из опыта.

Желательно указать учащимся, что нельзя смешивать понятия «оптически более плотная среда» и «среда с большой плотностью».

Один урок или домашнее задание посвящается практической работе по определению показателя преломления стекла или воды. Желательно вычислить его значение относительно вакуума. Место для проведения этой работы в курсе физики определяется методом измерения. Если используется плоско-параллельная пластинка, то работу следует провести после введения понятия о показателе преломления. В случае применения опыта, изображенного на рис.4, оно проводится, когда учащимся уже знакомо явление полного отражения.

Изложение вопроса о полном отражении связывается с явлением разделения энергии света на границе двух сред и с анализом зависимости интенсивности отраженного и преломленного пучка от угла его падения.

Опыт ставится с оптической шайбой, при помощи которой узкий пучок света направляется на цилиндрическую поверхность стекла. При росте угла падения света на плоскую поверхность внутри стекла интенсивность преломленного пучка (в воздухе) уменьшается, а отраженного увеличивается. При угле полного отражения интенсивность последнего возрастает скачком. Это полезно иллюстрировать при помощи рисунков, где густотой точек в пучках отмечена интенсивность света (рекомендуется рисовать только параллельный пучок света). Дается определение, что называется предельным углом полного отражения, и формула для его вычисления.