Γιατί μια ελαφριά ακτίνα λυγίζει προς το κανονικό;
1. Η ταχύτητα του φωτός αλλάζει:
* Το φως ταξιδεύει στο ταχύτερο σε κενό (περίπου 299.792.458 μέτρα ανά δευτερόλεπτο).
* Όταν το φως εισέρχεται σε ένα πυκνότερο μέσο όπως το νερό ή το γυαλί, συναντά περισσότερα σωματίδια, τα οποία επιβραδύνουν.
2. Ο νόμος του Snell:
* Αυτός ο νόμος περιγράφει τη σχέση μεταξύ της γωνίας επίπτωσης (γωνία με την οποία το φως χτυπά την επιφάνεια), τη γωνία διάθλασης (γωνία με την οποία το φως στρέφεται μετά την είσοδο στο μέσο) και τους διαθλαστικούς δείκτες των δύο μέσων.
* Ο δείκτης διάθλασης ενός μέσου είναι ένα μέτρο για το πόσο φως επιβραδύνεται όταν εισέρχεται σε αυτό το μέσο. Ένας υψηλότερος δείκτης διάθλασης σημαίνει μια βραδύτερη ταχύτητα φωτός.
3. Κάμψη προς το κανονικό:
* Όταν το φως ταξιδεύει από ένα λιγότερο πυκνό μέσο (όπως ο αέρας) σε ένα πυκνότερο μέσο (όπως το νερό), επιβραδύνεται.
* Για να διατηρηθεί η κατεύθυνση της διάδοσης της ενέργειας, η ακτίνα φωτός στρέφεται προς την κανονική γραμμή (μια φανταστική γραμμή κάθετη προς την επιφάνεια).
* Το ποσό της κάμψης εξαρτάται από τη διαφορά στους διαθλαστικούς δείκτες των δύο μέσων.
αναλογία:
Φανταστείτε ένα αυτοκίνητο που οδηγεί σε έναν ομαλό δρόμο (λιγότερο πυκνό μέσο) και στη συνέχεια εισάγετε ένα λασπώδες πεδίο (πυκνότερο μέσο). Το αυτοκίνητο θα επιβραδυνθεί στο πεδίο. Εάν το αυτοκίνητο εισέλθει στο πεδίο υπό γωνία, θα πρέπει να αλλάξει ελαφρώς την κατεύθυνση του για να διατηρήσει τη συνολική κατεύθυνση του ταξιδιού. Αυτή η αλλαγή στην κατεύθυνση είναι παρόμοια με την κάμψη του φωτός.
Συνοπτικά, η κάμψη του φωτός προς το φυσιολογικό όταν εισέρχεται σε ένα πυκνότερο μέσο είναι συνέπεια της αλλαγής της ταχύτητας του φωτός και της αρχής της διατήρησης της ενέργειας.
