Чому промінь повертає
Заломлення — зміна напряму поширення хвилі при переході між середовищами з різною фазовою швидкістю. Для світла закон Снелліуса n₁sinθ₁=n₂sinθ₂ пов’язує кути з показниками заломлення, а частота на межі залишається сталою.
Показник заломлення
Коли фронт хвилі входить в інше середовище не одночасно по всій ширині, одна його частина змінює швидкість раніше за іншу. Це змінює напрям фронту і, відповідно, напрям поширення. Така хвильова картина доповнює геометричне правило Снелліуса.
Частота і довжина хвилі
Для прозорого середовища n≈c/vф, де vф — фазова швидкість світла в середовищі. Більший n означає меншу фазову швидкість. При переході з меншого n до більшого промінь у звичайній ситуації згинається до нормалі.
Дисперсія
Частоту визначає джерело і вона повинна узгоджуватися в часі на межі, тому f не змінюється. Оскільки v=fλ, зміна швидкості означає зміну довжини хвилі. Саме тому “світло сповільнилось” не означає зниження його частоти.
Чому промінь повертає
Показник заломлення залежить від довжини хвилі. У звичайному склі синє світло часто має трохи більший n, ніж червоне, тому заломлюється сильніше. Призма просторово розділяє кольори саме через цю дисперсію.
Коли фронт хвилі входить в інше середовище не одночасно по всій ширині, одна його частина змінює швидкість раніше за іншу. Це змінює напрям фронту і, відповідно, напрям поширення. Така хвильова картина доповнює геометричне правило Снелліуса.