Videnskab

Lysbrydning — Hvorfor retningen ændres

Når en skrå bølgefront rammer et nyt medium, ændrer den ene del hastighed før resten. Bølgefronten drejer, og derfor ændres den normale udbredelsesretning. Dette giver et fysisk bølgebillede bag den geometriske Snell-lov.

Hvorfor retningen ændres

Når en skrå bølgefront rammer et nyt medium, ændrer den ene del hastighed før resten. Bølgefronten drejer, og derfor ændres den normale udbredelsesretning. Dette giver et fysisk bølgebillede bag den geometriske Snell-lov.

Brydningsindeks

For et transparent medium er n≈c/v_fase. Større n betyder mindre fasehastighed. Ved overgang fra lavere til højere n bøjes lyset normalt mod normalen; i den modsatte retning bøjes det væk fra normalen.

Frekvens og bølgelængde

Frekvensen fastlægges af kilden og skal være tidsmæssigt kontinuerlig ved grænsefladen, så den ændres ikke. Da v=fλ, ændres bølgelængden, når fasehastigheden ændres.

Dispersion

n afhænger ofte af bølgelængde. I almindeligt glas har blåt lys typisk lidt større brydningsindeks end rødt og bøjes derfor mere. Et prisme kan adskille hvidt lys i farver på grund af denne dispersion.

Lysbrydningn₁sinθ₁ = n₂sinθ₂

Hvorfor retningen ændres

Når lys går fra højere n til lavere n, findes en kritisk vinkel, hvor den brydede stråle ligger langs grænsefladen. For større vinkler opstår total intern refleksion. Et evanescent felt trænger dog en kort distance ind i det andet medium.

For et transparent medium er n≈c/v_fase. Større n betyder mindre fasehastighed. Ved overgang fra lavere til højere n bøjes lyset normalt mod normalen; i den modsatte retning bøjes det væk fra normalen.