Изменение направления распространения света призмой

Полное внутреннее отражение

Явление полного внутреннего отражения имеет широкое применение.
Она в частности используется в призмах, с помощью которых можно изменять направление световых лучей.
Пусть луч света падает на грань стеклянной призмы перпендикулярна этой грани.
В основании этой призмы лежит равнобедренный прямоугольный треугольник.
Такой же треугольник лежит в любом другом сечение, плоскость которого параллельна основанию призмы.
Луч света войдет в призму не преломляясь, поскольку он перпендикулярен грани ABED, то есть угол α = 90°.
На грань BCFE луч падает под углом α = 45°, который больше предельного угла полного внутреннего отражения.
Поэтому луч отразится от грани BCFE под углом β = 45° и выйдет из призмы через грань ACFD.
Таким образом призма изменила направление луча на 90°, она поворачивает лучи.
Такая признак используется в перископах.
Призма, сечение которой изображено на этом рисунке, оборачивает лучи, то есть меняет их местами.
Угол при вершине призмой равен 90°.
Пусть горизонтальные лучи 1 и 2 падают на грань AB.
Угол падения равен 45°.
Поскольку лучи переходит из воздуха в стекло, то соответственно угол преломления меньше 45°.
Соответственно, угол падения лучей на грани BC внутри призмы больше 45°, то есть больше предельного угла полного внутреннего отражения.
Поэтому лучше преломляться не будут, а отразившись от граней BC попадут на грань AC.
Угол падения лучей на грань AC меньше предельного угла полного внутреннего отражения, поэтому лучи преломится и выйдут из призмы.
При этом они будут параллельны лучам падающим на призму.
На рисунке хорошо видно, что при выходе из призмы лучи 1 и 2 меняются местами.
Верхним лучом становится луч 1, который был нижним, а луч 2 становится нижнем.
Такие призмы используют в оптических приборах, например в биноклях.

За учебником Физика 7 класс Перышкин А. В.