Наука

Заломлення світла — 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.

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.

Показник заломлення

Якщо світло йде з більшого n до меншого, існує критичний кут, за якого заломлений промінь іде вздовж межі. Для більших кутів поширюваного заломленого променя немає і виникає повне внутрішнє відбиття, хоча в другому середовищі існує еванесцентне поле.

Частота і довжина хвилі

Предмет під водою здається ближчим до поверхні, бо промені при виході у повітря відхиляються від нормалі, а мозок екстраполює їх приблизно прямолінійно назад. Це повсякденний наслідок заломлення, а не реальна зміна положення предмета.

Дисперсія

Закон Снелліуса дуже точний для однорідних середовищ і плоскої межі, але на масштабах, порівнянних з довжиною хвилі, важливі дифракція та повна хвильова теорія. У поглинаючих або анізотропних матеріалах показник може бути комплексним або залежати від напрямку та поляризації.

Заломлення світлаn₁sinθ₁ = n₂sinθ₂

Чому промінь повертає

Закон Снелліуса можна отримати не лише з геометрії хвиль, а й з принципу Ферма: реальний оптичний шлях робить час проходження стаціонарним відносно малих сусідніх траєкторій. Це пояснює, чому промінь може обрати геометрично довший шлях у швидшому середовищі. Такий підхід об’єднує заломлення, відбиття та багато задач геометричної оптики.

Якщо світло йде з більшого n до меншого, існує критичний кут, за якого заломлений промінь іде вздовж межі. Для більших кутів поширюваного заломленого променя немає і виникає повне внутрішнє відбиття, хоча в другому середовищі існує еванесцентне поле.