Wolna encyklopedia

Ten artykuł dotyczy fizyki. Zobacz też: Refrakcja molowa oraz Refrakcja (elektrofizjologia).
Załamanie światła
Efekty wynikające z załamania światła

Załamanie w fizyce to zmiana kierunku rozchodzenia się fali (refrakcja fali) związana ze zmianą jej prędkości, gdy przechodzi do innego ośrodka. Inna prędkość powoduje zmianę długości fali, a częstotliwość pozostaje stała.

Spis treści

Prawo załamania

Zobacz więcej w osobnym artykule: Prawo Snelliusa.

Zgodnie ze schematem promień P pochodzący z Ośrodka 1 w punkcie S załamuje się na granicy ośrodków i podąża jako promień Z w Ośrodku 2. Kąt padania oraz kąt załamania określa się między odpowiednim promieniem, a prostopadłą do granicy ośrodków w punkcie padania S, można oznaczyć kąt padania θP oraz kąt załamania θZ. Sinusy tych kątów wiąże następująca zależność:

\frac{\sin(\theta_P)}{\sin(\theta_Z)}=\frac {v_1} {v_2} = \frac{n_2}{n_1},

gdzie:

vi prędkość fali w ośrodku i,
n1- współczynnik załamania światła ośrodka 1,
n2- współczynnik załamania światła ośrodka 2.

Optyka w miejsce prędkości fal świetlnych posługuje się współczynnikami załamania. Prawo załamania zostało doświadczalnie odkryte przez Willebrorda Snella i nazywane jest prawem Snella lub Snelliusa. Prawo to można wyprowadzić z zasady Fermata lub zasady Huygensa.

Załamanie światła na granicy próżni - ośrodek

Bardziej złożony przykład refrakcji światła przez szkło

Przyjmując ośrodek 1 jako próżnię i oznaczając prędkość światła jako c, to prędkość światła w ośrodku o współczynniku załamania nop opisuje zależność:

v_o=\frac{c}{n_{op}},

gdzie:

Zmiana długości fali

Przejście fali elektromagnetycznej z próżni do ośrodka powoduje zmianę długości fali zgodnie z zależnością:

\lambda_{o}=\frac{\lambda}{n_{op}},

gdzie:

Przyrządy optyczne

Zjawisko załamania pozwala na zbudowanie soczewek ogniskujących fale świetlne. Ognisko może być rzeczywiste lub pozorne (wówczas powstaje wiązka rozbieżna). Jeżeli w ośrodku prędkość rozchodzenia się fali zależna jest od jej częstotliwości, możliwe jest wykonanie pryzmatu. Światło o różnych długościach fali załamuje się pod różnymi kątami, co powoduje rozszczepienie światła - powstaje barwne widmo fali. Jeżeli kąt padania fali jest zbyt duży, to załamanie nie zachodzi, a pojawia się całkowite odbicie wewnętrzne.

Jeżeli substancja ma zmienny współczynnik załamania, powoduje to powstanie zakłóceń w kierunku rozchodzącej się fali i zniekształcenie obrazu. Przykładem tego może być powietrze o zmieniającej się temperaturze. Nawet niewielkie przypadkowe fluktuacje gęstości powietrza mogą zakłócać obrazy teleskopów optycznych umieszczonych na powierzchni Ziemi.

Zobacz też

Zobacz zbiór multimediów na Wikimedia Commons:
Refrakcja
Źródło: „haslo,Refrakcja”