Τι συμβαίνει όταν το φως περνά σε ένα υλικό όπου η ταχύτητα του είναι χαμηλότερη;
* διάθλαση: Το φως στρέφεται. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα κύματα του φωτός επιβραδύνουν καθώς εισέρχονται στο πυκνότερο μέσο και η μεταβολή της ταχύτητας προκαλεί αλλαγή στην κατεύθυνση. Η γωνία διάθλασης εξαρτάται από τη γωνία πρόσπτωσης και τους διαθλαστικούς δείκτες των δύο μέσων.
* Αντανάκλαση: Μερικά από τα φως μπορεί να αντικατοπτρίζονται πίσω στο αρχικό μέσο. Η ποσότητα αντανάκλασης εξαρτάται από τη γωνία πρόσπτωσης και τη διαφορά στους δείκτες διάθλασης μεταξύ των δύο μέσων.
* Αλλαγή στο μήκος κύματος: Το μήκος κύματος του φωτός μειώνεται καθώς επιβραδύνεται. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η συχνότητα του φωτός παραμένει σταθερή, αλλά η ταχύτητα μειώνεται.
* Αλλαγή στην κατεύθυνση της πόλωσης: Η κατεύθυνση της πόλωσης του φωτός μπορεί επίσης να αλλάξει. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η αλληλεπίδραση του φωτός με τα άτομα του πυκνότερου μέσου μπορεί να μεταβάλει την κατεύθυνση του φορέα ηλεκτρικού πεδίου.
Ακολουθεί μια πιο λεπτομερής εξήγηση:
1. Η ταχύτητα του φωτός δεν είναι σταθερή: Ενώ η ταχύτητα του φωτός σε ένα κενό είναι σταθερή (περίπου 299.792.458 μέτρα ανά δευτερόλεπτο), η ταχύτητά του αλλάζει όταν ταξιδεύει μέσα από διαφορετικά υλικά.
2. Δείκτης διάθλασης: Ο δείκτης διάθλασης ενός υλικού είναι ένα μέτρο για το πόσο η ταχύτητα του φωτός μειώνεται σε αυτό το υλικό. Ένας υψηλότερος δείκτης διάθλασης σημαίνει μια βραδύτερη ταχύτητα φωτός.
3. Νόμος του Snell: Ο νόμος του Snell περιγράφει τη σχέση μεταξύ της γωνίας επίπτωσης, της γωνίας διάθλασης και των διαθλαστικών δεικτών των δύο μέσων. Προβλέπει πώς το φως κάμπτεται όταν διασχίζει το όριο μεταξύ δύο υλικών.
Παραδείγματα:
* Φως που περνάει από αέρα στο νερό: Το νερό έχει υψηλότερο δείκτη διάθλασης από τον αέρα, οπότε το φως επιβραδύνεται και λυγίζει προς το κανονικό (μια φανταστική γραμμή κάθετη στην επιφάνεια). Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα αντικείμενα φαίνεται να μετατοπίζονται όταν βλέπουν υποβρύχια.
* Φως που περνάει από αέρα σε γυαλί: Το γυαλί έχει υψηλότερο δείκτη διάθλασης από τον αέρα, οπότε το φως επιβραδύνεται και λυγίζει προς το κανονικό. Αυτή είναι η αρχή πίσω από τους φακούς σε κάμερες και γυαλιά.
Συνοπτικά, όταν το φως εισέρχεται σε ένα μέσο όπου ταξιδεύει πιο αργά, βιώνει διάθλαση, προβληματισμό, αλλαγή στο μήκος κύματος και ενδεχομένως μια αλλαγή στην πόλωση. Αυτά τα φαινόμενα είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της συμπεριφοράς του φωτός σε διάφορες εφαρμογές, από τα οπτικά όργανα έως την οπτική των ινών.
