Пречупване

от Уикипедия, свободната енциклопедия

Сламката изглежда счупена, поради пречупването на светлината при нейното преминаване през границата въздух/вода.
Сламката изглежда счупена, поради пречупването на светлината при нейното преминаване през границата въздух/вода.
Ефект на светлината, пречупена през стъкло
Ефект на светлината, пречупена през стъкло

Пречупване или рефракция е промяна в посоката на една вълна вследствие промяна на нейната скорост. Явлението се наблюдава най-често при преминаване от една среда в друга и съществува при всички видове вълни. Пример за това е преминаването на звукова вълна от една среда в друга или когато водните вълни преминават на различна дълбочина.

Съдържание

[редактиране] Основни понятия

[редактиране] Принцип на Ферма

Този принцип гласи, че когато една вълна с определена честота пътува от една точка до друга в пространството, тя избира пътя с минималното време. Законът на Снелиус следва директно от този принцип.

[редактиране] Коефициент на пречупване

Той се изразява като корен квадратен от произведението на магнитната и диелектричната проницаемости на средата и зависи от свойствата на веществото и от дължината на вълната на излъчването. n=\sqrt{\mu\varepsilon}

[редактиране] Лъчи и ъгли

Ако означим първата среда с 1 (където е източникът на лъчи) и втората среда с 2, то тогава:

  • n1 е показател на пречупване на първата среда;
  • θ1 е ъгъл на падане;
  • n2 е показател на пречупване на втората среда;
  • θ2 е ъгъл на пречупване.
  • нормала се нарича правата, перпендикулярна на границата на двете среди

[редактиране] Закон на Снелиус

Обяснение на пречупването във вода. С тъмната стрелка е означено реалното положение на сламката във водата, а със светлата - това, което вижда окото от страната на въдуха. Краят Х изглежда за окото на дълбочина Y  - доста по-плитко от реалната X
Обяснение на пречупването във вода. С тъмната стрелка е означено реалното положение на сламката във водата, а със светлата - това, което вижда окото от страната на въдуха. Краят Х изглежда за окото на дълбочина Y - доста по-плитко от реалната X

При преминаване на светлинен лъч от оптически по-рядка (с по-малък показател на пречупване) в оптически по-плътна среда (по-голям показател на пречупване) ъгълът на пречупване е по-малък от ъгъла на падане.

При преминаване на светлинен лъч от оптически по-плътна в оптически по-рядка среда ъгълът на пречупване е по-голям от ъгъла на падане.

Отношението на показателите на пречупване е равно на отношението на скоростите на разпространение на вълната в двете среди.

\frac{\sin\theta_1}{\sin\theta_2} = \frac{v_1}{v_2} = \frac{n_2}{n_1}

или

n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2\ .

[редактиране] Вижте още