Fizyka - załamanie światła

Wprowadzenie

  • Zwykle światło porusza się po prostych ścieżkach w przezroczystym medium.

  • Kiedy światło przemieszcza się ukośnie z jednego ośrodka do drugiego, wówczas kierunek propagacji światła zmienia się w drugim ośrodku, zjawisko to jest znane jako refraction of light.

  • Na poniższym obrazku (a), z powodu załamania w szklance wody, obraz jest odwrócony.

  • Na powyższym obrazku (b) słomka wydaje się być pęknięta z powodu załamania światła.

  • Jak pokazano na powyższym obrazku, z powodu załamania w wodzie ryba nie pojawia się w swojej rzeczywistej pozycji, a raczej nieco powyżej jej rzeczywistej pozycji.

Prawa załamania światła

  • Poniżej przedstawiono istotne prawa załamania światła:

    • Promień padający, promień załamany i normalna do granicy między dwoma przezroczystymi ośrodkami w punkcie padania, wszystkie leżą w tej samej płaszczyźnie.

    • Stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania światła jest stały dla światła o zadanej barwie i dla danej pary mediów. To prawo jest również znane jako prawo załamania Snella.

  • Stała wartość drugiego ośrodka w stosunku do pierwszego nazywana jest współczynnikiem załamania światła.

Współczynnik załamania światła

  • W danej parze mediów zakres zmiany kierunku jest wyrażony współczynnikiem załamania światła.

  • Dla danej pary ośrodków wartość współczynnika załamania światła zależy od prędkości światła w tych dwóch ośrodkach.

  • Zdolność medium do załamywania światła można również wyrazić w kategoriach jego optical density.

  • Poniższa tabela ilustruje bezwzględny współczynnik załamania światła niektórych ważnych mediów materialnych -

Medium materiałowe Współczynnik załamania światła
Powietrze 1.0003
lód 1.31
woda 1.33
Alkohol 1.36
Nafta oczyszczona 1.44
Fused Quartz 1.46
Terpentyna 1.47
Sól kamienna 1.54
Diament 2.42