Явище заломлення світла.
Якщо світловий пучок падає на поверхню, що розділяє два прозорі середовища різної оптичної щільності, наприклад, повітря і воду, то частина світла відбивається від цієї поверхні, а інша частина - проникає в друге середовище. При переході з одного середовища до іншого промінь світла змінює напрямок на межі цих середовищ. Це називається заломленням світла.
Розглянемо заломлення світла докладніше. На малюнку показані: падаючий промінь АТ, заломлений промінь ОВ і перпендикуляр CD, відновлений з точки падіння О до поверхні, що розділяє два різні середовища. Кут АОС-кут падіння, кут DOB-кут заломлення. Кут заломлення DOB менший від кута падіння АОС.
Промінь світла припереході з повітря у воду змінює свій напрямок, наближаючись до перпендикуляра CD. Вода - середовище оптично щільніше, ніж повітря. Якщо воду замінити будь-яким іншим прозорим середовищем, оптично більш щільним, ніж повітря, то заломлений промінь також буде наближатися до перпендикуляра. Тому можна сказати: якщо світло йде з середовища оптично менш щільного в щільніше середовище, то кут заломлення завжди менше кута падіння.
Досліди показують, що при тому самому вугіллі падіння кут заломлення тим менше, чим щільніше в оптичному відношенні середовище, в яке проникає промінь.
Якщо на шляху заломленого променя розташувати перпендикулярно променю дзеркало, то світло відобразиться від дзеркала і вийде з води в повітря в напрямку променя, що падає. Отже, промені падаючий і заломлений оборотні так само, як оборотні падаючий і відбитий промені.
Якщо світло йде з середовища більш оптично щільного в середовище менш щільне, то кут заломлення променя більше кута падіння.
Давайте проведемо вдома невеликий досвід. м будинку маленький експеримент. нам треба опустити в склянку з водою олівець, і він видасться поламаним. Це можна пояснити тільки тим, що промені світла, що йдуть від олівця, мають у воді інший напрямок, ніж у повітрі, тобто відбувається заломлення світла на межі повітря з водою. Коли світло переходить з одного середовища до іншого, на межі розділу відбувається відображення частини падаючого на неї світла. Решта світла проникає в нове середовище. Якщо світло падає під кутом до поверхні розділу, відмінним від прямого, від межі світловий промінь змінює свій напрямок. Це називається явищем заломленням світла. Явище заломлення світла спостерігається межі двох прозорих середовищ і пояснюється різною швидкістю поширення світла у різних середовищах. У вакуумі швидкість світла становить приблизно 300 000 км/с, у всіх інших 
середовищах вона менша.
На малюнку нижче показаний промінь, що переходить із повітря у воду. Кут α називається кутом падіння променя, а β кутом заломлення. Зверніть увагу на те, що у воді промінь наближається до нормалі. Так відбувається щоразу, коли промінь потрапляє у середу, де швидкість світла менше. Якщо ж світло поширюється з одного середовища до іншого, де швидкість світла більша, він відхиляється від нормалі.
Заломленням обумовлений цілий ряд широко відомих оптичних ілюзій. Наприклад, спостерігачеві на березі, здається, що у людини, яка зайшла у воду до пояса, ноги стали коротшими.
Закони заломлення світла.
З усього сказаного укладаємо:
1 . На межі розділу двох середовищ різної оптичної щільності промінь світла при переході з одного середовища до іншого змінює свій напрямок.
2. При переході променя світла в середу з більшою оптичною щільністю кут заломлення менший від кута падіння; при переході променя світла з оптично більш щільного середовища в середовище менш щільне кут заломлення більше кута падіння.
Заломлення світла супроводжується відображенням, причому зі збільшенням кута падіння яскравість відбитого пучка зростає, а заломленого слабшає. Це можна побачити, проводячи досвід, зображений на малюнку. Отже, відбитий пучок забирає із собою тим більше світлової енергії, чим більше кут падіння.
Нехай MN - межа розділу двох прозорих середовищ, наприклад, повітря і води, АО-падающий промінь, ОВ - заломлений промінь, α-кут падіння, β-кут заломлення, ϑ1-швидкість поширення світла в першому середовищі, ϑ2- швидкість поширення світла у другому середовищі.
Перший закон заломлення звучить так: відношення синуса кута падіння до синуса кута заломлення є постійною величиною для двох середовищ:
, де n1.2 - відносний показник заломлення (показник заломлення другого середовища щодо першого)
Другий закон заломлення світла дуже нагадує другий закон відбиття світла:
падаючий промінь, промінь заломлений і перпендикуляр, проведений в точку падіння променя, лежить в одній площині.
Якщо світло потрапляє з вакууму в якесь середовище, то
де n – абсолютний показник заломленняданого середовища. Відносний показник заломлення двох середовищ пов'язаний з абсолютними показниками заломлення цих середовищ, де n1і n2- відповідно абсолютні показники заломлення першого та другого середовищ.
Абсолютні показники заломлення світла:
Речовина n=c/ϑ
Діамант 2,42. Кварц 1,54. Повітря (за нормальних умов) 1,00029. Етиловий спирт 1,36. Вода 1,33. Лід 1,31. Скипидар 1,47. Плавлений кварц 1,46. Крон 1,52. Легкий флінт 1,58. Хлорид натрію (сіль) 1,53.
(Як ми побачимо надалі, показник заломлення nдещо змінюється залежно від довжини хвилі світла – постійне значення він зберігає лише у вакуумі. Тому дані в таблиці відповідають жовтому світлу з довгою хвилі λ=589 нм.)
Напимер, оскільки алмазу n=2.42, світло поширюється в алмазі зі швидкістю
Оптична густина середовища.
Якщо абсолютний показник заломлення першого середовища менший за абсолютний показник заломлення другого середовища, то перше середовище має меншу оптичну щільність, ніж друге і α> β. Оптичну щільність середовища не слід плутати із щільністю речовини.
Проходження світла крізь плоско-паралельну платівку та призму.
Велике практичне значення має проходження світла через прозорі тіла різної форми. Розглянемо найпростіші випадки.
Направимо промінь світла крізь товсту плоскопаралельну пластинку (пластинку, обмежену паралельними гранями). Проходячи через платівку, промінь світла переломлюється двічі: один раз при вході в платівку, другий раз при виході з платівки в повітря.
Промінь світла, що пройшов через пластинку, залишається паралельним своєму початковому напрямку і тільки трохи зміщується. Це зміщення тим більше, чим товстіша пластинка і чим більший кут падіння. Величина усунення залежить і від того, з якої речовини виготовлена платівка.
Прикладом плоскопаралельної платівки служить шибку. Але розглядаючи предмети через скло, ми не помічаємо змін у їхньому розташуванні та формі тому, що скло тонке; промені світла, проходячи https://pandia.ru/text/78/137/images/image008_46.jpg" alt="http://*****/images/im8.3.JPG" align="left" width="210" height="108">При переходе света из оптически более плотной среды в оптически менее плотную наблюдается явление полного отражения света. Угол преломления в этом случае больший по сравнению с углом падения α(рис. 141). При увеличении угла падения световых лучей от источника S на поверхность раздела двух сред МN наступит такой момент, когда преломленный луч !} 
піде вздовж межі поділу двох середовищ, тобто β= 90 °.
Кут падінняα0 , якому відповідає кут заломленняβ = 90°, називають граничним кутом повного відбиття.
Якщо перевищити цей кут, то промені не вийдуть із першого середовища взагалі, спостерігатиметься лише явище відображення світла від межі розділу двох середовищ.
Тест з фізики Заломлення світла, Закон заломлення світла для учнів 8 класу з відповідями. Тест включає 13 завдань з вибором відповіді.
1. Оптично більш щільне середовище - це середовище, в якому
1) швидкість поширення світла більша
2) швидкість поширення світла менша
3) щільність її речовини більша
4) щільність її речовини менша
2. Заломленням світла називають явище
1) його переходу через кордон поділу двох середовищ
2) поширення світла спочатку в одній, а потім в іншій речовині
3) зміни напрямку світлового променя на межі розділу середовищ, що мають різні оптичні щільності
3. Кут заломлення - це кут між
1) заломленим променем та межею поділу середовищ
2) заломленим променем та перпендикуляром до межі поділу середовищ у точці падіння на неї світлового променя
3) заломленим променем і продовженням падаючого променя
4. Якщо світло переходить із середовища менш оптично щільного в оптично більш щільне середовище, то кут заломлення світлового променя завжди
1) дорівнює куту падіння (α = γ)
2) менше кута падіння (α > γ)
3) більше кута падіння (α
5. Коли світло поширюється в оптично щільному середовищі і перетворюється на середовище, менш оптично щільне, то кут заломлення світлового променя завжди
1) дорівнює куту падіння (α = γ)
2) менше кута падіння (α > γ)
3) більше кута падіння (α
6. На якому малюнку зображено перехід світлового променя в оптично менш щільне середовище?
1) №1
2) №2
3) №3
7. У якій речовині — з більшою оптичною густиною чи з меншою — швидкість світла більша?
1) З більшою
2) З меншою
3) Швидкість світла скрізь однакова
8. Коли світло, що падає на межу прозорих речовин із різними оптичними щільностями, переходить через неї, не заломлюючись?
1) Коли падаючі промені перпендикулярні цьому кордону
2) При вугіллі падіння променів на межу поділу речовин, що дорівнює 90°
3) Коли світло переходить у речовину з більшою оптичною щільністю
4) У разі переходу світла в речовину з меншою оптичною щільністю
9. Показник заломлення це постійна для даних двох середовищ величина
1) не залежить від кута падіння променя світла і характеризує заломлюючі властивості цих двох середовищ
2) не залежить від кута падіння променя світла і характеризує прозорість середовищ
3) залежна від кута падіння і показує ступінь цієї залежності
4) визначальна залежність заломлюючих властивостей двох середовищ від їхньої прозорості
10. Яка формула виражає закон заломлення світла?
1) U/R = I
2) A/t = N
3) α = γ
4) sinα/sinγ = n
11. Промінь світла переходить із води у повітря. Пунктирними лініями на малюнку намічені три напрямки: 1 , 2 і 3 . Який з них може приблизно відповідати заломленому в цьому випадку променю?
1) 1
2) 2
3) 3
12. На малюнку показано падаюче і заломлене промені світла. У якому середовищі — І чи ІІ — швидкість світла менша?
1) У I
2) У II
3) Швидкість світла у всіх середовищах однакова
13. У посудині знаходяться дві рідини, оптичні густини яких однакові. На межу їхнього розділу зверху падає промінь світла. За яким із намічених пунктиром напрямків він піде в рідину, що знаходиться внизу судини?
1) 1
2) 2
3) 3
Відповіді на тест з фізики Заломлення світла, Закон заломлення світла
1-2
2-3
3-2
4-2
5-3
6-2
7-2
8-1
9-1
10-4
11-3
12-1
13-2
Розглянемо, як змінюється напрямок променя під час переходу його з повітря у воду. У воді швидкість світла менша, ніж у повітрі. Середовище, в якому швидкість поширення світла менша, є оптично більш щільним середовищем.
Таким чином, оптична щільність середовища характеризується різною швидкістю розповсюдження світла.
Це означає, що швидкість поширення світла більша в оптично менш щільному середовищі. Наприклад, у вакуумі швидкість світла дорівнює 300 000 км/с, а склі - 200 000 км/с. Коли світловий пучок падає на поверхню, що розділяє два прозорі середовища з різною оптичною щільністю, наприклад повітря і воду, частина світла відбивається від цієї поверхні, а інша частина проникає в другу середу. При переході з одного середовища до іншого промінь світла змінює напрямок на межі середовищ (рис. 144). Це явище називається заломленням світла.
Мал. 144. Заломлення світла під час переходу променя з повітря на воду
Розглянемо заломлення світла докладніше. На малюнку 145 показано: падаючий проміньАТ, заломлений проміньОВ та перпендикуляр до поверхні розділу двох середовищ, проведений у точку падіння О. Кут АОС - кут падіння (α), кут DOB - кут заломлення (γ).
Мал. 145. Схема заломлення променя світла під час переходу з повітря на воду
Промінь світла під час переходу з повітря у воду змінює свій напрямок, наближаючись до перпендикуляра CD.
Вода - середовище оптично щільніше, ніж повітря. Якщо воду замінити будь-яким іншим прозорим середовищем, оптично більш щільним, ніж повітря, то заломлений промінь також буде наближатися до перпендикуляра. Тому можна сказати, що якщо світло йде з середовища оптично менш щільного в щільніше середовище, то кут заломлення завжди менше кута падіння (див. рис. 145):
Промінь світла, спрямований перпендикулярно до межі поділу двох середовищ, проходить з одного середовища до іншого без заломлення.
При зміні кута падіння змінюється кут заломлення. Чим більший кут падіння, тим більший кут заломлення (рис. 146). При цьому відношення між кутами не зберігається. Якщо скласти відношення синусів кутів падіння та заломлення, воно залишається постійним.
Мал. 146. Залежність кута заломлення від кута падіння
Для будь-якої пари речовин з різною оптичною щільністю можна написати:
де n - постійна величина, яка залежить від кута падіння. Вона називається показником заломленнядля двох середовищ. Чим більший показник заломлення, тим більше проломлюється промінь при переході з одного середовища в інше.
Таким чином, заломлення світла відбувається за таким законом: промені падаючий, заломлений і перпендикуляр, проведений до межі розділу двох середовищ у точці падіння променя, лежать в одній площині.
Середуз великим абсолютним показником заломлення називають оптично більш щільною. Якщо світло переходить із оптичноменше щільного середовищав оптично більш щільну(наприклад, з повітря у воду або скло), то кут падіння більше кута заломлення.
Теплове випромінювання
1 Що називають енергетичною світністю РЕ(Інтегральна енергетична світність) - енергетична світність визначає кількість енергії, що випромінюється з одиничної поверхні за одиницю часу у всьому інтервалі частот від 0 до ∞ при даній температурі Т.
2 що називають випромінювальною здатністю
Сумарний потік енергії випромінювання з одиниці поверхні тіла по всьому діапазону частот
Називається інтегральною випромінювальною здатністю тіла або його енергетичною світністю. У системі СІ енергетична світність вимірюється в Вт/м 2 а спектральна випускна здатність має розмірність Дж / м 2 .
Випускну здатність тіла можна уявити і як функцію довжини хвилі випромінювання, яка пов'язана з частотою через швидкість світла у вакуумі за формулою. Дійсно, виділяючи потоки випромінювання, що припадають на інтервал частот і на відповідний йому інтервал довжин хвиль і прирівнюючи їх один одному, знаходимо, що
3 поглинальна здатність
Поглинальна здатність тіла- це безрозмірна величина, що показує якусь частину випромінювання в інтервалі довжин хвиль від падаючих на одиницю поверхні тіла, в одиницю часу тіло поглинає.
4 відбивна здатність
Відбивна здатність- величина, що описує здатність будь-якої поверхні або межі розділу двох середовищ відображати падаючий на неї потік електромагнітного випромінювання. Широко використовується в оптиці, кількісно характеризується коефіцієнтом відбиття. Для характеризації дифузного відбиття використовується величина, яка називається альбедо.
Здатність матеріалів відбивати випромінювання залежить від кута падіння, від поляризації падаючого випромінювання, і навіть його спектра. Залежність відбивної здатності поверхні тіла від довжини хвилі світла області видимого світла очей людини сприймає як колір тіла.
Залежність відбивної здатності матеріалів від довжини хвилі має важливе значенняпід час побудови оптичних систем. Для отримання потрібних властивостей матеріалів відображення та пропускання світла іноді використовують просвітлення оптики як, наприклад, при виробництві діелектричних дзеркал або інтерференційних фільтрів.
7 закон стефана больцмана
де ε - ступінь чорноти (для всіх речовин ε< 1, для абсолютно черного тела ε = 1). При помощи законаПланка для излучения, постоянную σ можно определелить как
де - постійна Планка, k- Постійна Больцмана, c- швидкість світла.
Чисельне значення Дж · з -1 · м -2 · К-4.
10 Закон змішання вина
квантова фізика
чому дорівнює маса спокою фотона =0
10. назвіть 3 основні елементи з яких складається оптичний квантовий промінь
Оптичний квантовий генераторскладається з трьох основних елементів: активної речовини, що є джерелом індукованого випромінювання; джерела збудження (підкачування), що забезпечує зовнішньою енергією активну речовину; резонансної системи, що забезпечує фокусування випромінювання.
11 назвіть характерні для лазерного випромінювання властивості
Особливими властивостями лазерного світла є монохроматичність, когерентність, поляризація та мала розбіжність променя.
Діелектрики метали напівпровідники
1 Робота виходу електрона з металу
У металах є електрони провідності, що утворюють електронний газ та що беруть участь у тепловому русі. Оскільки електрони провідності утримуються всередині металу, то, отже, поблизу поверхні існують сили, які діють електрони і спрямовані всередину металу. Щоб електрон міг вийти з металу за його межі, має бути виконана певна робота А проти цих сил, яка отримала назву робота виходу електронаіз металу. Ця робота, звичайно, різна для різних металів.
Потенційна енергія електрона всередині металу стала і дорівнює:
W p = -eφ , де j – потенціал електричного поля усередині металу.
При переході електрона через поверхневий електронний шар потенційна енергія швидко зменшується на величину роботи виходу і стає поза металом, що дорівнює нулю. Розподіл енергії електрона усередині металу можна подати у вигляді потенційної ями.
У розглянутому вище трактуванні робота виходу електрона дорівнює глибині потенційної ями, тобто.
Цей результат відповідає класичній електронній теорії металів, у якій передбачається, що швидкість електронів у металі підпорядковується закону розподілу Максвелла і за нормальної температури абсолютного нуля дорівнює нулю. Однак насправді електрони провідності підпорядковуються квантовій статистиці Фермі-Дірака, згідно з якою при абсолютному нулі швидкість електронів і відповідно їхня енергія відмінна від нуля.
Максимальне значення енергії, яку мають електрони при абсолютному нулі, називається енергією Фермі E F . Квантова теорія провідності металів, заснована на цій статистиці, дає інше трактування роботи виходу. Робота виходу електроназ металу дорівнює різниці висоти потенційного бар'єру e і енергії Фермі.
A вих = eφ" - E F
де φ" – середнє значення потенціалу електричного поля усередині металу.
2Назвіть струму в напівпровідниках
У напівпровідниках носіями заряду є електрони та дірки. Відношення їх концентрацій визначає тип провідностінапівпровідник. Ті носії, концентрація яких вища, називають основниминосіями заряду, а носії іншого типу - неосновними.
3.які домішкові напівпровідники називаються провідниками n типу
Напівпровідники n-типу- Напівпровідник, в якому основні носії заряду - електрони провідності.
4 які домішкові напівпровідники називаються провідниками p типу
Напівпровідник p-типу- Напівпровідник, в якому основними носіями заряду є дірки.
Напівпровідники p-типу отримують шляхом легування своїх напівпровідників акцепторами. Для напівпровідників четвертої групи періодичної таблиці, таких як кремній та германій, акцепторами можуть бути домішки. хімічних елементівтретьої групи – бір, алюміній
5 вольт амперна характеристика напівпровідникового діода
Оптика - розділ фізики, що вивчає природу світлового випромінювання, його поширення та взаємодія з речовиною.
Світло має подвійну природу, воно має хвильові та корпускулярні властивості:
Світло - потік частинок (фотонів); корпускулярна природа проявляється при випромінюванні та поглинанні світла (наприклад, явище фотоефекту).
Світло – електромагнітна хвиля; на шкалі ЕМВ – положення між радіохвилями та рентгенівським випромінюванням – оптичний діапазон:
Видно світло: довжина хвилі 380-760 нм.
Інфрачервоне світло: довжина хвилі 760 нм – 1 мм.
Ультрафіолетове випромінювання: 10 – 380 нм.
Електромагнітна природа виявляється у процесі поширення світла – явища інтерференції, дифракції, поляризації, відображення та заломлення.
Рефрактометрія – найбільш точний та простий метод кількісного визначення білків сироватки крові – загального білка та відсоткового співвідношення його фракцій (альбумінів, глобулінів та фібриногену). Також даний метод використовується визначення чистоти води, для ідентифікації різних речовин тощо.
Світло, як і будь-яка електромагнітна хвиля, від джерела поширюється у просторі на всі боки. Електромагнітні хвилі поширюються у будь-яких середовищах, у тому числі і у вакуумі. При цьому швидкість хвилі залежить від діелектричних та магнітних властивостей середовища:
- відносна діелектрична проникність середовища
- діелектрична постійна
- магнітна постійна
- відносна магнітна проникність середовища
- швидкість світла (і електромагнітної хвилі) у вакуумі.
Промінь – будь-який довільний напрямок поширення світлової хвилі. У однорідному середовищі світло поширюється прямолінійно із постійною швидкістю.
Відображення світла – зміна напрями поширення світлової хвилі межі розділу двох середовищ, у якому хвиля повертається у першу середу, не змінюючи своєї швидкості.
Закони відображення:
Заломлення світла – зміна напряму поширення світлової хвилі межі двох середовищ, у якому хвиля проходить у другу середу та її швидкість змінюється.
Закони заломлення:
, де
- показник заломлення другого середовища щодо першого (відносний показник заломлення)
і 
- абсолютні показники заломлення першої та другої середовищ, тобто. показники заломлення кожного з цих середовищ щодо вакууму.
Фізичний зміст показника заломлення: абсолютний показник заломлення дорівнює відношенню швидкості світла у вакуумі до швидкості світла в середовищі:
З формули швидкості електромагнітної хвилі випливає:
Таким чином, абсолютний показник заломлення 
, тобто. залежить від властивостей середовища. Аналогічно, відносний показник заломлення дорівнює відношенню швидкості світла в першому середовищі до його швидкості в другому середовищі:
При переході світла з одного середовища на іншу швидкість може, як збільшитися, і зменшитися, залежно від властивостей даних середовищ. Середовище з меншим абсолютним показником заломлення називають оптично менш щільним, з більшим – оптично більш щільним.
Особливості відображення та заломлення світла на межі двох середовищ різної оптичної щільності:
При переході світла з оптично менш щільного середовища в оптично більш щільне середовище кут заломлення 
менше кута падіння 
.
При збільшенні кута падіння 
збільшується і кут заломлення. Максимальний кут падіння 
відповідає кут заломлення 
. Таким чином, промені, що падають на межу розділу двох середовищ під будь-якими кутами від 0 0 до 90 0 проходять у друге середовище, тобто має місце повне заломлення світла. Кут заломлення, що відповідає куту падіння в 90 0 називається граничним кутом повного заломлення ( 
). Величину цього кута можна визначити, виходячи із закону заломлення:
При переході світла з оптично більш щільного середовища в менш щільну кут заломлення 
більше кута падіння 
:
При збільшенні кута падіння збільшується кут заломлення. При деякому значенні кута падіння ( 
) кут заломлення досягає максимального значення 90 0 , тобто. заломлений промінь ковзає по межі розділу середовищ. При подальшому збільшенні кута падіння ( 
) промінь світла не проходить у друге середовище, а повністю відбивається в першу середу. Це називається повним внутрішнім відбитком. Кут падіння, якому відповідає кут заломлення 90 0 називається граничним кутом повного внутрішнього відображення ( 
). Величину цього кута також можна визначити, виходячи із закону заломлення:
При переході променя світла із середовища з показником 
у повітря, показник заломлення якого 
приблизно дорівнює одиниці,
.
Умови повного внутрішнього відбиття:
Світло переходить з оптично більш щільного середовища в менш щільне.
Кут падіння більший або дорівнює граничному куту повного внутрішнього відбиття.
У цілому нині, межі розділу середовищ явища відбиття і заломлення світла відбуваються разом. Інтенсивність падаючого світла дорівнює сумі інтенсивностей світла відбитого та заломленого: 
. У міру збільшення кута падіння інтенсивність заломленого променя зменшується, а відбитого збільшується. При повному внутрішньому відображенні вся енергія світлової хвилі повертається у першу середу.
Рефрактометр – прилад визначення показника заломлення речовини. Його робота в світлі заснована на визначенні граничного кута заломлення, що залежить від показника заломлення досліджуваної рідини. Головною частиною рефрактометра є дві скляні призми (1 і 2), які стикаються з гіпотенузними гранями. Між цими гранями є зазор розміром близько 0,1 мм, куди поміщається рідина, що досліджується. Гіпотенузна грань верхньої призми (1) – матова. Світло, потрапляючи на цю грань, розсіюється і, пройшовши через досліджувану рідину, падає на гратенузну нижню призму (2) під різними кутами від 0 0 до 90 0 . Показник заломлення рідини менший за показник заломлення скла, тому всі промені входять до нижньої призму (2) під кутами від 0 0 до граничного кута заломлення ( 
). На шляху променів, що виходять з другої призми, стоїть зорова трубка. Поле зору трубки поділено на 2 частини: світлу та темну. Кордон світла і тіні відповідає променю, що проходить під граничним кутом заломлення: простір усередині цього кута освітлений, поза ним – темний.
Вимірявши 
і знаючи показник заломлення N скла призми, показник заломлення n досліджуваної рідини можна знайти за формулою: 
.
Для зручності користування приладом вимірювальна шкала градує відразу за показником заломлення.
При визначенні показника заломлення каламутних та забарвлених рідин вимірювання проводять у відбитому світлі, щоб зменшити втрати енергії під час проходження світла через рідину. Промінь світла джерела проходить через матову бічну грань нижньої призми (2). При цьому світло розсіюється і падає на її гіпотенузну грань, що стикається з рідиною, що досліджується, під різними кутами від 0 0 до 90 0 . Промені, що падають на рідину під кутами, меншими від граничного, проходять в неї, а промені, що падають під великими, відчувають повне внутрішнє відображення і виходять через другу бічну грань нижньої призми в зорову трубу. Поле зору також поділено на світлу і темну частини, але становище межі розділу у разі визначається граничним кутом повного відбиття.
Однак за допомогою даного приладу можна виміряти лише показник заломлення речовин, у яких він менший за показник заломлення скла вимірювальних призм.
Важливою складовою рефрактометра є компенсатор дисперсії (оскільки робота в білому світлі, для усунення дисперсії, тобто спектральної смуги) – призма Амічі, що встановлюється перед об'єктивом зорової труби. Призма Амічі складається з 3 призм, підібраних так, щоб дисперсія в них дорівнювала за величиною але протилежна за знаком дисперсії в призмах 1 і 2. Таким чином, загальна дисперсія зводиться до нуля. Єдиний не відхилений після призми Амічі промінь – жовтий. Кольорові промені на виході із призми збираються в пучок білого світла, що відповідає напрямку жовтого променя.
Потоком Ф енергії називається енергія Е, що проходить через будь-яку поверхню в одиницю часу:
[Вт]
Якщо на тіло падає потік енергії Ф 0 то в загальному випадку частина цього потоку Ф отр відбивається від поверхні тіла, частина Ф пр проходить крізь тіло і частина Ф поглинається частинками тіла. Таким чином, загальний баланс енергії: Ф 0 = Ф отр + Ф погл + Ф пр. Розділивши обидві частини на Ф 0 отримаємо:
Ставлення 
- Коефіцієнт відображення, причому він від 0 до 1.
Ставлення 
- Коефіцієнт поглинання, причому він від 0 до 1.
Ставлення 
- Коефіцієнт пропускання, причому він від 0 до 1.
Якщо тіло цілком прозоре, тобто. не поглинає випромінювання, та 
тоді 
. Якщо тіло абсолютно непрозоре, тобто. 
тоді 
. Якщо 
, то тіло поглинає всі промені, що потрапляють на нього.
Зазначені коефіцієнти залежать від довжини хвилі світла та абсолютної температури тіла:
Коефіцієнти відбиття, поглинання та пропускання при певній довжині хвилі називаються монохроматичними. У записі це відзначається зазвичай нижнім індексом 
» при відповідній характеристиці, наприклад, 
.
Закони ослаблення світла під час його проходження через речовину.
Інтенсивність випромінювання – величина чисельно рівна 
, де
S – площа перпендикулярної напрямку поширення хвилі поверхні, якою переноситься енергія E.
Нехай I 0 – інтенсивність світла, що падає на якийсь поглинаючий шар, I X – інтенсивність світла після проходження шару, товщиною X. У кожному тонкому шарі dX поглинається dI = - kIdX (Знак «-» вказує на зменшення інтенсивності). Розділивши змінні отримаємо:
. Розв'яжемо диференціальне рівняння:
Остання рівняння – закон поглинання Бугера. Коефіцієнт пропорційності k у законі Бугера залежить від довжини хвилі світла: 
- і цієї хвилі називається монохроматичним натуральним показником поглинання. Крім того, k залежить від роду речовини.
Фізичний зміст натурального показника поглинання: це величина, зворотна товщині шару поглинаючого речовини, при проходженні якого інтенсивність світла зменшиться в e раз. Розмірність k системі одиниць СІ – [м -1 ].
Для досить розбавлених розчинів, в яких поглинає тільки розчинена речовина (але не розчинник), справедливе співвідношення, яке називається законом Бера: 
, де
С – молярна концентрація поглинаючих центрів (молекул-хромофорів);
- Натуральний молярний показник поглинання, тобто. показник поглинання розчину одиничної концентрації Розмірність - [моль -1 метр -1].
Відповідно до закону Бера, показник поглинання прямо пропорційний концентрації розчиненої речовини (молярний показник, на відміну k, від концентрації залежить).
При підстановці закону Бера до рівняння закону Бугера отримаємо об'єднаний закон Ламберта-Бугера-Бера:
.
Однак на практиці зазвичай беруть основою не e, а 10:
де молярний показник поглинання 
, так як 
. У спектроскопії молярний показник поглинання називають молярною екстинкцією.
Спектри поглинання світла. Концентраційна калориметрія.
Розмір, що дорівнює десятковому логарифму величини, зворотної коефіцієнту пропускання – оптична щільність розчину:
.
Залежність 
від 
або 
від 
- Спектр поглинання даної речовини. Оптичну щільність можна виміряти практично за допомогою приладу спектрофотометра. це дозволяє визначити невідому концентрацію розчину речовини-хромофора відомої концентрації розчину тієї ж речовини. Вимірявши оптичні щільності D 0 розчину відомої концентрації C 0 і D X розчину невідомої концентрації С Х при одній і тій же товщині шару поглинання (товщині кювети), отримаємо пропорцію:
, звідки 
У медицині цей метод широко застосовується, оскільки дозволяє працювати з малими концентраціями речовини (10 -8 - 10 -12 М). Зокрема, використовується у судовій медицині.
