Γιατί η διαθλασμένη ακτίνα κινείται προς το κανονικό όταν μετακινείται από πιο σπάνια σε πυκνότερο;
1. Ταχύτητα φωτός:
* Σπανιότερο μέσο: Το φως ταξιδεύει γρηγορότερα σε ένα σπανιότερο μέσο (όπως ο αέρας).
* Μέσο πυκνότητας: Το φως ταξιδεύει πιο αργά σε ένα πυκνότερο μέσο (όπως το νερό ή το γυαλί).
2. Wavefronts:
* Το φως ταξιδεύει στα κύματα. Τα κύματα (κορυφές ή κοιλότητες) είναι κάθετες προς την κατεύθυνση της διάδοσης του φωτός.
3. Αλληλεπίδραση στο όριο:
* Όταν το φως εισέρχεται σε ένα πυκνότερο μέσο, τα κύματα αντιμετωπίζουν μια αλλαγή στην ταχύτητα. Το τμήμα του κύματος που εισέρχεται στο πυκνότερο μέσο αρχικά επιβραδύνεται, ενώ το υπόλοιπο της κύματος εξακολουθεί να ταξιδεύει με υψηλότερη ταχύτητα στο σπανιότερο μέσο.
4. Κάμψη:
* Αυτή η διαφορά στην ταχύτητα αναγκάζει το κύμα να λυγίσει ή να διαθέσει στο όριο. Δεδομένου ότι το κύμα επιβραδύνεται στο πυκνότερο μέσο, κάμπτεται * προς * την κανονική γραμμή.
5. Ο νόμος του Snell:
Αυτή η κάμψη περιγράφεται μαθηματικά από τον νόμο του Snell:
* n₁sinth₁ =n₂sinth₂
Οπου:
* n₁ και n₂ είναι οι διάθλοι των δύο μέσων.
* θ -είναι η γωνία πρόσπτωσης (γωνία μεταξύ της ακτίνας του προσπίπτοντος και του φυσιολογικού).
* θ -είναι η γωνία διάθλασης (γωνία μεταξύ της διαθλασμένης ακτίνας και της φυσιολογικής).
Δεδομένου ότι ο δείκτης διάθλασης (N) είναι υψηλότερος για τα πυκνότερα μέσα, η γωνία διάθλασης (θ) θα είναι μικρότερη από τη γωνία επίπτωσης (θ), που σημαίνει ότι η διαθλάση ακτίνων στρέφεται προς το κανονικό.
αναλογία:
Φανταστείτε ένα αυτοκίνητο που οδηγεί σε έναν ομαλό δρόμο (σπανιότερο μέσο) και στη συνέχεια ξαφνικά χτυπάτε ένα κομμάτι λάσπης (πυκνότερο μέσο). Οι τροχοί στην λασπώδη πλευρά θα επιβραδυνθούν, προκαλώντας το αυτοκίνητο να στραφεί ελαφρώς προς την κατεύθυνση της λάσπης. Αυτό είναι παρόμοιο με το πώς το φως στρέφεται προς το φυσιολογικό όταν εισέρχεται σε ένα πυκνότερο μέσο.
