Γιατί αλλάζει η πορεία της φωτός ακτίνων καθώς ταξιδεύει μέσα από διαφορετικά μέσα;
1. Ταχύτητα φωτός:
* Το φως ταξιδεύει σε διαφορετικές ταχύτητες σε διαφορετικά μέσα. Ταξιδεύει ταχύτερα σε κενό (όπως ο εξωτερικός χώρος) και επιβραδύνεται όταν εισέρχεται σε πυκνότερα υλικά όπως το νερό ή το γυαλί.
2. Δείκτης διάθλασης:
* Ο δείκτης διάθλασης (N) είναι ένα μέτρο του πόσο φως επιβραδύνεται σε ένα συγκεκριμένο μέσο. Όσο υψηλότερος είναι ο δείκτης διάθλασης, τόσο πιο αργά το φως ταξιδεύει.
* Για παράδειγμα, ο δείκτης διάθλασης του αέρα είναι περίπου 1, ενώ το νερό είναι περίπου 1,33 και το γυαλί είναι περίπου 1,5.
3. Ο νόμος του Snell:
* Ο νόμος του Snell περιγράφει τη σχέση μεταξύ της γωνίας επίπτωσης (η γωνία με την οποία το φως χτυπά την επιφάνεια), τη γωνία διάθλασης (τη γωνία με την οποία σκύβει) και τους δείκτες διάθλασης των δύο μέσων.
* Ο τύπος είναι:n1 * sin (θ1) =n2 * sin (θ2)
* N1 =Δείκτης διάθλασης του πρώτου μέσου
* θ1 =γωνία επίπτωσης
* N2 =Δείκτης διάθλασης του δεύτερου μέσου
* θ2 =γωνία διάθλασης
4. Κάμψη φωτός:
* Όταν το φως περνά από το ένα μέσο σε άλλο, αλλάζει ταχύτητα. Αυτή η αλλαγή στην ταχύτητα προκαλεί την κάμψη της ακτίνας φωτός.
* Εάν το φως εισέρχεται σε ένα πυκνότερο μέσο (υψηλότερος δείκτης διάθλασης), κάμπτεται προς το κανονικό (μια φανταστική γραμμή κάθετη στην επιφάνεια).
* Εάν το φως εισέρχεται σε ένα λιγότερο πυκνό μέσο (χαμηλότερος δείκτης διάθλασης), κάμπτεται μακριά από το κανονικό.
Παράδειγμα:
Όταν το φως ταξιδεύει από τον αέρα σε νερό, επιβραδύνεται. Η ακτίνα φωτός κάμπτεται προς το φυσιολογικό επειδή ο δείκτης διάθλασης του νερού είναι υψηλότερος από εκείνον του αέρα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ένα άχυρο σε ένα ποτήρι νερό φαίνεται να λυγίζει στην επιφάνεια.
Συνοπτικά:
Η αλλαγή στη διαδρομή μιας ακτίνας φωτός όταν ταξιδεύει μέσα από διαφορετικά μέσα οφείλεται στην αλλαγή της ταχύτητας του φωτός, η οποία καθορίζεται από το δείκτη διάθλασης του μέσου. Αυτή η κάμψη του φωτός, που ονομάζεται διάθλαση, περιγράφεται από το νόμο του Snell.
