Как вам уже известно, переход луча света из одной среды в другую подчиняется закону преломления (см. § 43): sin a/ sin y =n21 где n21 - относительный показатель преломления второй среды относительно первой. Закон преломления света был открыт опытным путём нидерландским учёным Виллеб- рордом Снеллиусом (1580 1626) около 1620 г. Закон был сформулирован в трактате по оптике, который нашли в бумагах учёного после его смерти. Попытка объяснения закона преломления света была предпринята ещё Ньютоном на основе корпускулярной теории. Ньютон объяснял преломление силами, действующими на световые частицы в тонком слое около границы раздела двух сред. При этом из корпускулярной теории следовало, что скорость света больше в оптически более плотных средах, чем в оптически менее плотных средах. С волновой точки зрения преломление света рассмотрел Гюйгенс. Он получил результат, противоположный результату Ньютона: скорость света в оптически более плотных средах меньше, чем в оптически менее плотных средах. Разрешить спор двух теорий смогли эксперименты, выполненные в 1850 г. французским физиком Леоном Фуко (1819 1868). Он установил, что скорость света в воде меньше скоро- сти света в воздухе и составляет 3/4 от скорости света в воздухе. Этот результат окончательно доказал справедливость волновой теории света. Таким образом, было доказано, что отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред, равная отношению скоростей света в этих средах. sina a/ sin y =n21= v1/v2 1 где v1 и v2 - скорости распространения световых волн в двух средах. Если угол преломления ү меньше угла падения а (вторая среда является оптически более плотной), то свет данной частоты во второй среде распространяется медленнее, чем в первой, т. е. v2 1 и с > v, т. е. скорость света в любом веществе меньше скорости света в вакууме . Итак, абсолютный показатель преломления связан со скоростью распространения света в данной среде. Скорость света в среде и абсолютный показатель преломления зависят от свойств этой среды. Обратимся к рисунку 181, с помощью которого можно пояснить, почему на границе раздела двух сред с изменением скорости меняется и направление распространения световой волны. На рисунке изображена световая волна, переходящая из воздуха в воду и падающая на границу раздела этих сред под углом с. В воздухе свет распространяется со скоростью v1, а в воде - с меньшей скоростью При распространении волны она постепенно захватывает всё большую область пространства. Её от свободной от волнового процесса области отделяет граница, которую называют фронтом волны, То есть фронт волны - это множество точек пространства, которых достигла волна в данный момент времени. Фронт волны перпендикулярен её скорости. Первой до границы доходит точка А волны. В этот момент фронтом волны будет поверхность АВ. За промежуток времени At точка В, перемещаясь в воздухе с прежней скоростью V1, достигнет точки В' на поверхности воды. За то же время точка А, перемещаясь в воде с меньшей скоростью v9, пройдёт меньшее расстояние, достигнув только точки А'. При этом фронт волны А'В' в воде окажется повёрнутым на некоторый угол по отношению к фронту волны АВ в воздухе. А вектор скорости поворачивается, приближаясь к прямой ОО', перпендикулярной к границе раздела сред. При этом угол преломления у оказывается меньше угла падения а. Так происходит преломление света. Опыт показывает, что при переходе в другую среду и повороте фронта волны меняется и длина волны: при переходе в оптически более плотную среду уменьшается и скорость, и длина волны (,). Это согласуется и с известной вам формулой = v/v. Так как частота волны определяется только частотой колебаний источника, то она остаётся неизменной в разных средах. Скорость же распространения волны зависит от свойств среды, в которой распространяется свет. Из-за этого уменьшение скорости распространения волны сопровождается пропорциональным уменьшением длины волны.