Sadržaj
Zamislite žlicu stavljenu u pola čaše vode. Čini se da se žlica savija na granici zrak-voda. To je zbog toga što svjetlosne zrake koje dopiru do vaših očiju ispod vode mijenjaju smjer kada prođu u zrak. Ovaj fenomen poznat je kao refrakcija. Postoji nekoliko čimbenika koji određuju pod kojim će se uglom svjetlosna zraka savijati pri prelasku iz jednog medija u drugi.
Ugao pada
Ako svjetlosna zraka prelazi iz jednog medija u drugi - na primjer, od zraka do stakla - okomito na površinu između medija, ne mijenja smjer, već prolazi pravo. Ako, međutim, pogodi površinu pod kutom u okomicu, mijenja smjer dok se kreće u drugi medij. Kut koji svjetlosna zraka čini s okomitim u prvom mediju naziva se kutom pada. Kut koji svjetlosna zraka čini s okomitim u drugom mediju naziva se kut loma. Odnos između upadnog kuta (i) i kuta loma (r) dat je Snellsovim zakonom: sin (r) / sin (i) = ni / nr, gdje je ni indeks loma prvog medija i nr je indeks loma drugog medija. Za fiksni par medija ni / nr je fiksiran. Tako je jasno da kad se pad kuta i promijeni, promijeni se i kut loma.
Indeksi loma
Iz Snellsova zakona možete vidjeti da kut loma ovisi o omjeru ni / nr indeksa loma dvaju medija. Ako je nr veći od ni - na primjer, kada svjetlost prelazi iz zraka (ni = 1,0) u staklo (ni = 1,5) - tada je kut loma manji od kuta upada, tj. Svjetlosna zraka se savija prema okomito na površinu između dva medija dok prelazi u drugi medij. Ako je nr manji od ni, svjetlosna zraka koja ulazi u drugi medij savija se od okomice na površinu između dva medija.
Valna duljina svjetlosti
Kut loma također ovisi o valnoj duljini svjetlosti. Vidljiva svjetlost različitih boja ima različitu valnu duljinu i malo različite indekse loma. Razlika je toliko mala da je ne vidite kada, na primjer, bijela svjetlost prolazi kroz ravnu staklenu ploču. Ali kad bijela svjetlost prođe kroz prizmu i dva puta se prelomi na dvije površine, svaka se boja savija pod drugim kutom i jasno možete vidjeti odvojene boje.
anizotropija
U nekim posebnim slučajevima, indeks loma u mediju može ovisiti o smjeru u kojem svjetlost prolazi kroz medij. Određeni mineralni kristali imaju dva različita indeksa loma uzduž dva smjera i poznati su kao dvospolni materijali. Na primjer, turmalin je kristal s dva indeksa loma: 1,666 i 1,638. Za ove materijale kut refrakcije ovisi o orijentaciji granice između medija s posebnim osovinama kristala.