Tudomány

Fénytörés — Törésmutató

A fény iránya akkor változhat meg, amikor más törésmutatójú közegbe lép. Snell törvénye n₁sinθ₁=n₂sinθ₂, ahol a szögeket a felület normálisától mérjük. A frekvencia a határfelületen változatlan marad, miközben a sebesség és ezért a hullámhossz megváltozik.

Törésmutató

A fény iránya akkor változhat meg, amikor más törésmutatójú közegbe lép. Snell törvénye n₁sinθ₁=n₂sinθ₂, ahol a szögeket a felület normálisától mérjük. A frekvencia a határfelületen változatlan marad, miközben a sebesség és ezért a hullámhossz megváltozik.

Miért fordul el a sugár?

A törésmutató n=c/v, ahol c a fény vákuumbeli, v pedig a közegbeli fázissebessége. Nagyobb n kisebb fázissebességet jelent. Vákuumra n=1, levegőre közel 1, vízre látható fényben körülbelül 1,33. A törésmutató függhet a hullámhossztól és az anyag állapotától is.

A normális felé vagy attól el?

A hullámfront egyik része előbb érhet az új közegbe és ott más sebességgel halad, miközben a front másik része még a régi közegben van. Emiatt a hullámfront elfordul, vele együtt pedig a terjedési irány is. Ez a hullámképi magyarázat mutatja, hogy a törés nem egy egyszeri „ütközés” a felülettel.

Mi marad állandó a határon?

Ha a fény kisebb n-ből nagyobb n-be lép, θ₂ kisebb lesz θ₁-nél: a sugár a normális felé törik. Nagyobb n-ből kisebb n-be haladva a normálistól elfelé tér. Pontosan merőleges beesésnél θ₁=0, ezért irányváltozás nincs, bár a sebesség és hullámhossz akkor is megváltozhat.

Fénytörésn₁sinθ₁ = n₂sinθ₂

Törésmutató

A fény frekvenciáját a forrás határozza meg, és folytonos hullámnál a határ két oldalán azonos marad. Mivel v=fλ, a kisebb terjedési sebesség rövidebb hullámhosszal jár. Ez fontos: a közegbe lépő foton színe hétköznapi értelemben nem azért változik, mert a frekvenciája megváltozik.

A törésmutató n=c/v, ahol c a fény vákuumbeli, v pedig a közegbeli fázissebessége. Nagyobb n kisebb fázissebességet jelent. Vákuumra n=1, levegőre közel 1, vízre látható fényben körülbelül 1,33. A törésmutató függhet a hullámhossztól és az anyag állapotától is.