Τι συμβαίνει με τα φωτεινά κύματα όταν δύο υλικά δεν έχουν παρόμοιους δείκτες διάθλασης;

Όταν δύο υλικά έχουν διαφορετικούς δείκτες διάθλασης, πολλά πράγματα μπορούν να συμβούν σε ελαφριά κύματα καθώς μεταβαίνουν από το ένα υλικό στο άλλο:

1. Διάθλαση:

* Ορισμός: Αυτή είναι η κάμψη του φωτός καθώς περνάει από το ένα μέσο σε άλλο. Η γωνία διάθλασης εξαρτάται από τη διαφορά στους διαθλαστικούς δείκτες των δύο υλικών.

* Πώς λειτουργεί: Το φως ταξιδεύει σε διαφορετικές ταχύτητες σε διαφορετικά μέσα. Όταν το φως εισέρχεται σε ένα μέσο με υψηλότερο δείκτη διάθλασης (βραδύτερη ταχύτητα), κάμπτεται προς το κανονικό (μια φανταστική γραμμή κάθετη στην επιφάνεια). Αντίθετα, αν εισέλθει σε ένα μέσο με χαμηλότερο δείκτη διάθλασης (ταχύτερη ταχύτητα), κάμπτεται μακριά από το κανονικό.

* Παραδείγματα: Ένα άχυρο σε ένα ποτήρι νερό φαίνεται λυγισμένο επειδή το φως στρέφεται καθώς μεταβαίνει από νερό στον αέρα.

2. Προβληματισμός:

* Ορισμός: Μερικές από τις φωτεινές ενέργειας μπορούν να αντικατοπτρίζονται πίσω στο αρχικό μέσο.

* Πώς λειτουργεί: Αυτό συμβαίνει λόγω της διαφοράς στην αντίσταση μεταξύ των δύο υλικών. Μερικές από τις ενέργειας του φωτός δεν μπορούν να μεταδοθούν μέσω της διεπαφής και αντανακλώνται πίσω.

* Παραδείγματα: Ένας καθρέφτης αντικατοπτρίζει το μεγαλύτερο μέρος του φωτός, ενώ ένα παγωμένο γυαλί αντικατοπτρίζει κάποιο φως και επιτρέπει σε μερικούς να περάσουν.

3. Συνολική εσωτερική αντανάκλαση:

* Ορισμός: Αυτό συμβαίνει όταν το φως ταξιδεύει από ένα μέσο με υψηλότερο δείκτη διάθλασης σε ένα μέσο με χαμηλότερο δείκτη διάθλασης σε επαρκώς μεγάλη γωνία πρόσπτωσης. Σε αυτή την περίπτωση, όλο το φως αντανακλάται πίσω στο πρώτο μέσο.

* Πώς λειτουργεί: Όταν η γωνία επίπτωσης υπερβαίνει μια ορισμένη κρίσιμη γωνία, η διαθλάση ακτίνα θα υπερβαίνει θεωρητικά τους 90 μοίρες, κάτι που είναι αδύνατο. Επομένως, το φως αντικατοπτρίζεται εσωτερικά.

* Παραδείγματα: Αυτό το φαινόμενο είναι υπεύθυνο για τη λάμψη των διαμαντιών, των καλωδίων οπτικών ινών και του τρόπου με τον οποίο συμβαίνουν τα Mirages.

4. Διασκέδαση:

* Ορισμός: Το φως μπορεί να διασκορπιστεί σε διάφορες κατευθύνσεις όταν συναντά ανωμαλίες ή σωματίδια στο μέσο.

* Πώς λειτουργεί: Αυτό συμβαίνει όταν το φως συναντά σωματίδια μικρότερα από το μήκος κύματος του ή όταν αλληλεπιδρά με τα μόρια του μέσου. Η ποσότητα της σκέδασης εξαρτάται από το μέγεθος και τη συγκέντρωση των σωματιδίων σκέδασης.

* Παραδείγματα: Το μπλε χρώμα του ουρανού προκαλείται από τη διασπορά του ηλιακού φωτός με μόρια αέρα (Rayleigh Scattering).

5. Απορρόφηση:

* Ορισμός: Μερικές από τις φωτεινές ενέργειας μπορούν να απορροφηθούν από τα υλικά, ιδιαίτερα εάν τα μόρια τους αντηχούν με τις συχνότητες του φωτός.

* Πώς λειτουργεί: Η απορροφημένη ενέργεια μπορεί να μετατραπεί σε θερμότητα, προκαλώντας τη ζεστή του υλικού.

* Παραδείγματα: Οι μαύρες επιφάνειες απορροφούν περισσότερο φως από τις λευκές επιφάνειες, γι 'αυτό αισθάνονται πιο καυτά στο φως του ήλιου.

Ο συνδυασμός αυτών των φαινομένων καθορίζει τον τρόπο με τον οποίο το φως αλληλεπιδρά με διαφορετικά υλικά. Η κατανόηση αυτών των αρχών είναι απαραίτητη σε διάφορους τομείς όπως η οπτική, η φυσική και η επιστήμη των υλικών.