Refrakcja
Z Wikipedii
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 |
[edytuj] 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:
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 Willebrod'a Snell'a i nazywane jest prawem Snella lub Snelliusa. Prawo to można wyprowadzić z zasady Fermata lub zasady Huygensa.
[edytuj] Załamanie światła na granicy próżni - ośrodek
Przyjmując ośrodek 1 jako próżnię i oznaczając prędkość światła jako c, to prędkość światła w ośrodku o współczynniku załamania nop opisuje zależność:
gdzie:
- vo - prędkość światła w ośrodku,
- c - prędkość światła w próżni,
- nop - współczynnik załamania światła (współczynnik refrakcji) ośrodka względem próżni.
[edytuj] Zmiana długości fali
Przejście fali elektromagnetycznej z próżni do ośrodka powoduje zmianę długości fali zgodnie z zależnością:
gdzie:
- λo - długość fali w ośrodku,
- λ - długość fali w próżni.
[edytuj] Przyrządy optyczne
Zjawisko załamania pozwala na zbudowanie soczewek skupiających lub rozpraszających fale. Jeżeli ośrodek cechuje prędkość rozchodzenia się fali zależna od jej częstotliwości, możliwe jest wykonanie pryzmatu. Każda długość fali załamuje się pod innym kątem, co powoduje rozszczepienie ich obrazu na szereg linii tworzących widmo fali. Jeżeli kąt padania fali jest zbyt duży, to załamanie nie zachodzi, a pojawia się całkowite odbicie wewnętrzne.
Jeżeli medium ma zmienny współczynnik załamania, powoduje to powstanie znacznych zakłóceń w rozchodzącej się fali. Przykładem tego może być powietrze, którego ruchy zakłócają obrazy teleskopów optycznych rozmieszczonych na powierzchni Ziemi.
[edytuj] Współczynniki załamania dla różnych materiałów
| Materiał | Wsp. Załamania |
| próżnia | 1 |
| powietrze(1013 hPa , 20 °C) | 1,0003 |
| woda | 1,33 |
| lód | 1,310 |
| alkohol etylowy | 1,36 |
| dwusiarczek węgla | 1,63 |
| jodek metylu | 1,74 |
| topiony kwarc | 1,46 |
| szkło (kron) | 1,52 |
| szkło (flint) | 1,66 |
| chlorek sodu(flint) | 1,53 |
| diament | 2,417 |
Przykłady współczynników załamania światła
o długość 580 nm dla różnych materiałów względem próżni.
