Jakie jest załamanie światła?
Załamanie światła ma miejsce, gdy fala świetlna przechodzi z jednego ośrodka materialnego do drugiego podczas propagacji, po czym następuje natychmiastowa zmiana jej kierunku i prędkości. Jest to proces związany z odbijaniem światła i jednocześnie może się zamanifestować.
Światło może rozprzestrzeniać się w mediach materialnych, takich jak próżnia, woda, powietrze, diament, szkło, kwarc, gliceryna i wszelkiego rodzaju materiały przezroczyste lub półprzezroczyste. W każdym medium światło rozchodzi się z różną prędkością.
Załamanie światła ma miejsce, gdy np. przechodzi z powietrza do wody, w której zmienia się jego kąt i prędkość przemieszczania.
W każdym zjawisku załamania światła uczestniczą następujące elementy:
- piorun padający: promień światła docierający do powierzchni między obydwoma mediami;
- promień załamany: promień, który jest odchylany, gdy fala świetlna przechodzi przez powierzchnię;
- normalna linia: wyimaginowana linia prostopadła do powierzchni, wyznaczona od punktu, w którym oba promienie się pokrywają;
- kąt padania: kąt, który występuje między promieniem padającym a linią normalną. Wyraża się to symbolem θ1;
- kąt załamania: to kąt, który występuje między załamanym promieniem a normalną linią. Wyraża się to symbolem θ2.
Załamanie światła
Prędkość światła w każdym ośrodku jest podana przez wielkość zwaną współczynnik załamania światła. Współczynnik załamania tych ośrodków materialnych jest określany przez obliczenie zależności między prędkością światła w próżni a prędkością danego ośrodka. Wzór na obliczenie współczynnika załamania światła to:
Kiedy włożymy łyżeczkę do filiżanki herbaty, widzimy, jakby była podzielona. Jest to efekt załamania światła, który powoduje to złudzenie optyczne.
To samo zjawisko występuje, gdy do wody wkładamy ołówek lub słomkę. Złudzenie polega na tym, że są wygięte z powodu załamania światła.
Tęcza
Tęcza powstaje w wyniku załamania światła, gdy przechodzi przez małe krople wody zawieszone w atmosferze. Światło, wchodząc w ten obszar, rozkłada się i tworzy kolorowy efekt.
Zobacz także: Tęcza
Halo słoneczne
Jest to zjawisko podobne do tęczy, które występuje w niektórych częściach globu lub w bardzo specyficznych warunkach atmosferycznych. Dzieje się tak, gdy w troposferze gromadzą się cząsteczki lodu, które załamują światło i rozkładają je, co umożliwia rozróżnienie pierścienia kolorów wokół źródła światła.
Załamane światło w diamencie
Diamenty są również zdolne do załamywania światła, rozkładając je na wiele kolorów.
Soczewki i szkła powiększające
Zarówno lupy, jak i soczewki, których używamy, opierają się na zasadzie załamania światła, ponieważ muszą wychwytywać światło i deformować obraz, aby mógł być zinterpretowany przez oko.
Promienie słońca w morzu
Widzimy, jak światło słoneczne zmienia swój kąt i prędkość, i rozprasza się, gdy wpada do morza przez powierzchnię.
Światło przez witraż
Załamanie światła następuje również przez szkła lub kryształy, które filtrują światło i rozpraszają je do otoczenia.
Odbicie i załamanie światła
Odbicie światła
Odbicie i załamanie światła są ze sobą powiązane, choć różne. Odbicie światła polega na jego odbijaniu się od powierzchni lub interfejsu oddzielającego dwa różne media. Na przykład odbicie krajobrazu w jeziorze lub twarz w lustrze to zjawiska odbicia światła.
Zamiast tego załamanie światła następuje, gdy światło przechodzi przez powierzchnię, która oddziela dwa media, aby kontynuować jego propagację. W miarę penetracji drugiego ośrodka materialnego wiązka światła zmieni kąt i prędkość.
