Tiede

Valon taittuminen — Aaltorintama

Taitekerroin riippuu usein aallonpituudesta. Tavallisessa lasissa sinisellä valolla on tyypillisesti hieman suurempi n kuin punaisella, joten se taittuu enemmän. Prisma erottaa värit tämän dispersion vuoksi.

Aaltorintama

Taitekerroin riippuu usein aallonpituudesta. Tavallisessa lasissa sinisellä valolla on tyypillisesti hieman suurempi n kuin punaisella, joten se taittuu enemmän. Prisma erottaa värit tämän dispersion vuoksi.

Taitekerroin

Kun valo kulkee suuremmasta n:stä pienempään, on olemassa kriittinen kulma. Sitä suuremmilla tulokulmilla etenevää taittunutta sädettä ei synny ja saadaan kokonaisheijastus. Toisen aineen puolella on silti lyhyelle matkalle ulottuva evanescentti kenttä.

Taajuus ja aallonpituus

Veden alla oleva esine näyttää usein lähempänä pintaa olevalta, koska säteet taittuvat vedestä ilmaan ja silmä jatkaa niitä mielessään suoraviivaisesti taaksepäin. Näennäinen sijainti on siis optinen konstruktio, ei esineen todellinen siirtyminen.

Dispersio

Sädeoptiikka toimii hyvin, kun rakenteet ovat suuria aallonpituuteen verrattuna. Pienissä aukoissa ja reunoilla diffraktio on tärkeä. Absorboivissa ja anisotrooppisissa aineissa taitekerroin voi olla kompleksinen tai riippua suunnasta ja polarisaatiosta.

Valon taittuminenn₁sinθ₁ = n₂sinθ₂

Aaltorintama

Snellin laki voidaan johtaa myös Fermat’n periaatteesta: todellinen optinen reitti tekee kulkuajasta stationaarisen pienten naapurireittien suhteen. Valo ei siis välttämättä valitse geometrisesti lyhintä matkaa, vaan reitin, jossa aineiden erilaiset nopeudet tasapainottuvat. Sama ajatus yhdistää taittumista ja heijastumista.

Kun valo kulkee suuremmasta n:stä pienempään, on olemassa kriittinen kulma. Sitä suuremmilla tulokulmilla etenevää taittunutta sädettä ei synny ja saadaan kokonaisheijastus. Toisen aineen puolella on silti lyhyelle matkalle ulottuva evanescentti kenttä.