Τι συμβαίνει στο φως καθώς κινείται σε μια γωνία σε ένα μέσο που έχει χαμηλότερο δείκτη διάθλασης;
1. Διάθλαση:
* κάμψη: Η ακτίνα φωτός λυγίζει * μακριά * από το κανονικό (μια φανταστική γραμμή κάθετη στην επιφάνεια). Αυτό ονομάζεται διάθλαση .
* ταχύτητα: Το φως ταξιδεύει * ταχύτερα * στο μέσο με τον χαμηλότερο δείκτη διάθλασης.
* μήκος κύματος: Το μήκος κύματος του φωτός * αυξάνεται * στο μέσο με τον χαμηλότερο δείκτη διάθλασης.
2. Ο νόμος του Snell:
Αυτός ο νόμος περιγράφει μαθηματικά τη σχέση μεταξύ της γωνίας επίπτωσης (γωνία με την οποία το φως χτυπά την επιφάνεια), τη γωνία διάθλασης (γωνία με την οποία κάμπτεται το φως) και τους διαθλαστικούς δείκτες των δύο μέσων:
* n₁ sin th₁ =n ₂ sin θ₂
Οπου:
* n₁ =Δείκτης διάθλασης του πρώτου μέσου
* θ =Γωνία επίπτωσης
* n₂ =Δείκτης διάθλασης του δεύτερου μέσου
* θ =γωνία διάθλασης
3. Συνολική εσωτερική αντανάκλαση:
* Εάν η γωνία πρόσπτωσης είναι αρκετά μεγάλη, η ακτίνα φωτός δεν θα είναι σε θέση να διαθέσει στο δεύτερο μέσο. Αντ 'αυτού, θα αντικατοπτρίζεται πλήρως στο πρώτο μέσο. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται συνολική εσωτερική αντανάκλαση .
Παράδειγμα:
Φανταστείτε μια δέσμη φωτός που ταξιδεύει από το νερό (υψηλότερος δείκτης διάθλασης) στον αέρα (χαμηλότερος δείκτης διάθλασης). Το φως θα λυγίσει μακριά από το φυσιολογικό καθώς εισέρχεται στον αέρα, προκαλώντας την εμφάνισή του "λυγισμένο" στην επιφάνεια. Εάν η γωνία πρόσπτωσης είναι αρκετά μεγάλη, το φως θα αντικατοπτρίζεται πλήρως πίσω στο νερό, δημιουργώντας την επίδραση ενός "καθρέφτη" στη διεπαφή νερού-αέρα.
Συνοπτικά:
Όταν το φως ταξιδεύει από ένα μέσο με υψηλότερο δείκτη διάθλασης σε ένα μέσο με χαμηλότερο δείκτη διάθλασης, κάμπτεται μακριά από το κανονικό, ταξιδεύει ταχύτερα και το μήκος κύματος του αυξάνεται. Αυτή είναι μια θεμελιώδης αρχή της φωτεινής συμπεριφοράς και παίζει καθοριστικό ρόλο σε πολλά οπτικά φαινόμενα.
