Γιατί η ακτίνα φωτός λυγίζει καθώς περνά από τον αέρα σε γυαλί ή νερό;
Ακολουθεί μια πιο λεπτομερής εξήγηση:
1. Το φως ταξιδεύει με διαφορετικές ταχύτητες σε διαφορετικά μέσα: Το φως ταξιδεύει ταχύτερα σε κενό (όπως το χώρο). Όταν το φως εισέρχεται σε ένα πυκνότερο μέσο, όπως το γυαλί ή το νερό, επιβραδύνεται. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το φως αλληλεπιδρά με τα άτομα στο υλικό, προκαλώντας την αλλαγή της κατεύθυνσης και της ταχύτητας.
2. Η γωνία πρόσπτωσης και γωνία διάθλασης: Όταν το φως χτυπά την επιφάνεια ενός μέσου υπό γωνία, δεν επιβραδύνεται μόνο, αλλά αλλάζει επίσης την κατεύθυνση. Η γωνία με την οποία το φως χτυπά την επιφάνεια ονομάζεται γωνιά της επίπτωσης , και η γωνία με την οποία σκύβει καθώς εισέρχεται στο νέο μέσο ονομάζεται γωνία διάθλασης .
3. Νόμος του Snell: Η σχέση μεταξύ της γωνίας πρόσπτωσης, της γωνίας διάθλασης και της ταχύτητας φωτός σε κάθε μέσο περιγράφεται από τον νόμο του Snell. Δηλώνει ότι η αναλογία του ημιτονοειδούς της γωνίας πρόσπτωσης προς το ημιτονοειδές της γωνίας διάθλασης είναι ίση με την αναλογία των ταχύτητων φωτός στα δύο μέσα.
Γιατί συμβαίνει αυτή η κάμψη;
Φανταστείτε το φως ως αυτοκίνητο που οδηγεί σε έναν ομαλό δρόμο. Τώρα φανταστείτε ότι το αυτοκίνητο εισέρχεται ξαφνικά σε ένα πεδίο με μαλακή άμμο. Το αυτοκίνητο θα επιβραδυνθεί και το μονοπάτι του θα λυγίσει ελαφρώς λόγω της αλλαγής στην επιφάνεια.
Ομοίως, όταν το φως εισέρχεται σε ένα πυκνότερο μέσο, συναντά ένα πυκνότερο "περιβάλλον" με περισσότερα σωματίδια. Το φως αλληλεπιδρά με αυτά τα σωματίδια, προκαλώντας την επιβράδυνση και την κάμψη.
Εδώ είναι μια οπτική περίληψη:
* AIR: Λιγότερο πυκνό, φως ταξιδεύει πιο γρήγορα
* γυαλί/νερό: Πυκνότερο, το φως ταξιδεύει πιο αργά
Όταν το φως ταξιδεύει από αέρα σε γυαλί/νερό, επιβραδύνεται και λυγίζει προς το κανονικό (μια γραμμή κάθετη στην επιφάνεια). Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ταχύτητα του φωτός είναι πιο αργή στο πυκνότερο μέσο.
