Чому заломлюється світло - науково-популярний журнал «не знали»
заломлення світла # 151; це оптичний ефект, при якому світло (насправді не тільки світло, а всі види електромагнітного випромінювання) змінює напрямок поширення на кордоні двох середовищ з різними властивостями або в одному середовищі, в якій властивості плавно змінюються.
Заломлення зустрічаються на кожному кроці і сприймаються зовсім буденно. Наприклад, ложка в стакані з водою виглядає зламаною на кордоні води і повітря. Або, наприклад, людське око # 151; він абсолютно залежить від заломлення (про це трохи нижче)!
Чому так відбувається
Щоб зрозуміти причину, нам потрібно враховувати два факти:
- Світло в багатьох явищах проявляє властивості електромагнітних хвиль
- Світло рухається з різною швидкістю, залежно від середовища і від частоти. максимальна швидкість # 151; швидкість світла у вакуумі. У середовищі, відмінному від вакууму швидше за все рухається світло червоного кольору, а повільніше # 151; фіолетового.
При переході з одного середовища в іншу швидкість світла як електромагнітних хвиль змінюється. Наприклад, в вакуумі вона дорівнює v1 = 3 • 10 8 м / с, а в склі v2 = 2 • 10 8 м / с.
При це частота коливання ( «колір») не змінюється, а так як частота хвилі пов'язана з довжиною хвилі і швидкістю, змінюється довжина хвилі: l = v / φ (v - швидкість, φ - частота)
При проходженні світла через кордон двох речовин під кутом 90 ° (перпендикулярно) до кордону розділу заломлення немає (Приклад 1 на малюнку). Уявімо собі, що світло проходить через кордон розділу під кутом відмінним від 90 ° і не заломлюється. Тоді на кордоні двох середовищ виникає розрив гребенів хвилі (Приклад 2) на малюнку, чого бути не може (оскільки при перетині кордону максимум хвилі залишається максимумом, і навпаки). Щоб такого не відбувалося з простого геометричного побудови отримуємо, що напрямок світла повинно змінитися (Приклад 3 на малюнку). При цьому фізичний зміст коефіцієнта заломлення середовища # 151; відношення швидкості світла у вакуумі до швидкості світла в середовищі.
