Под водой световое отражение воздуха в чашке и воды в чашке

Это прекрасный вопрос, демонстрирующий глубокий интерес, и я призываю вас продолжать думать в том же духе.

У меня есть только длинный ответ для вас, так что потерпите меня.

---

Длинный ответ зависит от понимания:

1. Оптическая плотность и скорость света.
2. Углы падения света между средами.

---

1. Фундаментальное понятие в оптике называется: оптическая плотность.

оптическая плотность — это свойство прозрачного материала (отличное от нормальной плотности), и это мера того, насколько быстро свет проходит в указанном материале.

обычно данный символ$n$.

почему скорость света может меняться? поведение света в микроскопическом масштабе квантуется, т. е. свет состоит из частиц и частей энергии, которые бегают вокруг, как шарики. Эта энергия, в свою очередь, контролируется: (надеюсь, это покажется вам знакомым)

$c = \nu \lambda$, где c — константа = 3x$10^{8}$в вакууме,$\lambda$длина волны и$\nu$это частота. (1)

Что теперь будут делать эти кусочки энергии? Они взаимодействуют с другими битами, точнее здесь: с электронами.

Фотоны, проходящие через прозрачную среду, похожи на того, как один популярный парень на вечеринке, который заходит, здоровается с этой ухмылкой, которая получает пятерки и пятерки, и к тому времени, когда он оказывается на заднем дворе, он обменивается большим количеством рукопожатий. и соприкасается телом с теми, кто находится на его пути, И ему потребовалось больше времени, чтобы идти туда, потому что он продолжает останавливаться, чтобы поздороваться, в отличие от невидимого интроверта, который идет между толпой на задний двор.

Точно так же электроны, идущие на своем пути, встречают прозрачный материал, поэтому они обмениваются частями своей энергии и возвращают ее по пути, что делает их медленнее.

Как это повлияет на уравнение (1)? Это не будет. Мы уважаем его как

$v = \nu \lambda$,$c > v$

Остановитесь здесь и перейдите к нашему 2-му:

2. Ангелы падения. Свет, идущий из прозрачной среды в другую, регулирует свой путь в соответствии с уравнением (чье доказательство займет больше времени, но я приложил некоторые источники).

(2)

Это то, что мы называем уравнением Снелла для преломления света.

У него есть особый случай, когда свет движется из среды X в среду Y, где$n$Х >$n$Ю.

В этом случае кратко объясняется изображение, которое я нашел:

Нас интересует случай критического угла, свет падает под углом больше него, он больше не преломляется и не меняет свой путь, он просто отражается в той же среде и не проходит в другую. (Полное внутреннее отражение.)

---

Теперь объединим два и, наконец, ответим на ваш вопрос.

Сначала я делаю некоторые предположения, которые я объясню одно за другим:

$n$воздуха дает 1

$n$пресной воды дается около 1,3 (с некоторыми вариациями здесь, так как это вода из бассейна)

$n$чашечного материала больше 1 и чуть- чуть больше, чем у воды

С одной оговоркой: я не уверен в том, под каким углом падает свет в каждом случае, поэтому я буду приблизительно угадывать его, исходя из заданного.

Свет в этом случае [A] пошел: вода (источник)> материал чашки> вода в кубе.

Мы предположили, что$n$Материал чашки больше, чем вода, поэтому угол падения здесь не имеет значения, в этом случае вы не испытали никакого TIR, поэтому свет просто следовал закону Снела. Я полагаю, преломление слишком мало, чтобы его можно было заметить.

случай [B] : 1-я чашка как случай A

2-я чашка пуста, путь: вода (источник) > материал чашки > воздух > ..... должно быть больше материала чашки, но это: больше воздуха!

Это случай МДП. Свет вышел из материала в воздух, немного прошелся по воздуху и столкнулся с границей чаши.. под углом больше критического угла, так что он просто вернулся назад.. отразился, как вы сказали.

Красиво, не правда ли?