The lom světla Jedná se o optický jev, ke kterému dochází, když světlo dopadá šikmo na separační povrch dvou médií s různým indexem lomu. Když k tomu dojde, světlo změní směr a rychlost.
K lomu dochází například při průchodu světla ze vzduchu do vody, protože má nižší index lomu. Je to jev, který lze v bazénu dokonale ocenit, když pozorujeme, jak se tvary těla pod vodou odchylují od směru, kterým by měly mít.
Je to jev, který ovlivňuje různé typy vln, i když případ světla je nejreprezentativnější a ten, který je v našem každodenním životě nejvíce přítomný..
Vysvětlení lomu světla nabídl nizozemský fyzik Willebrord Snell van Royen, který stanovil zákon, který jej vysvětlil a stal se známým jako Snellův zákon..
Dalším vědcem, který věnoval zvláštní pozornost lomu světla, byl Isaac Newton. Aby to mohl studovat, vytvořil slavný skleněný hranol. V hranolu do něj světlo proniká jednou z jeho tváří, láme se a rozkládá se do různých barev. Tímto způsobem prostřednictvím fenoménu lomu světla dokázal, že bílé světlo je složeno ze všech barev duhy..
Rejstřík článků
-Kromě toho je třeba vzít v úvahu také index lomu (n) média, který je podílem rychlosti světla ve vakuu a rychlosti světla v médiu..
n = c / v
V tomto ohledu je třeba si uvědomit, že rychlost světla ve vakuu má hodnotu 300 000 000 m / s.
Indexy lomu světla v některých nejběžnějších médiích jsou:
Snellův zákon je často označován jako zákon lomu, ale pravdou je, že lze říci, že zákony lomu jsou dva.
Dopadající paprsek, lomený paprsek a normál jsou ve stejné rovině vesmíru. V tomto zákoně, který také vyvodil Snell, platí také úvaha.
Druhý, zákon lomu nebo Snellův zákon, je určen následujícím výrazem:
n1 sin i = ndva sen r
Být n1 index lomu média, ze kterého světlo vychází; i úhel dopadu; ndva index lomu média, ve kterém se světlo láme; r úhel lomu.
Z principu minimálního času nebo Fermatova principu lze odvodit jak zákony odrazu, tak zákony lomu, což jsme právě viděli.
Tento princip potvrzuje, že skutečná cesta, po které následuje paprsek světla, který se pohybuje mezi dvěma body v prostoru, je ta, která vyžaduje nejméně času na cestování..
Některé přímé důsledky, které jsou odvozeny z předchozího výrazu, jsou:
a) Pokud ndva > n1 ; sen r < sen i o sea r < i
Takže když paprsek světla prochází ze média s nižším indexem lomu do jiného s vyšším indexem lomu, lomený paprsek se blíží normálnímu.
b) Pokud n2 < n1 ; sin r> sin i nebo r> i
Takže když paprsek světla prochází ze média s vyšším indexem lomu do jiného s nižším indexem, lomený paprsek se pohybuje od normálu.
c) Pokud je úhel dopadu nulový, pak je úhel lomového paprsku také nulový.
Dalším důležitým důsledkem Snellova zákona je tzv. Mezní úhel. Toto je název pro úhel dopadu, který odpovídá úhlu lomu 90 °.
Když k tomu dojde, lomený paprsek se pohybuje v jedné rovině s oddělovací plochou dvou médií. Tento úhel se také nazývá kritický úhel.
U úhlů větších než mezní úhel nastává jev zvaný totální vnitřní odraz. Když k tomu dojde, nedojde k žádnému lomu, protože celý paprsek světla se odráží vnitřně. K úplnému vnitřnímu odrazu dochází pouze při přechodu z média s vyšším indexem lomu na médium s nižším indexem lomu.
Jednou aplikací úplného vnitřního odrazu je vedení světla optickým vláknem bez ztráty energie. Díky tomu si můžeme užít vysoké rychlosti přenosu dat, které nabízejí sítě z optických vláken.
Velmi základní experiment, který umožňuje pozorovat fenomén lomu, spočívá v zavedení tužky nebo pera do sklenice plné vody. V důsledku lomu světla se ponořená část tužky nebo pera jeví jako mírně zlomená nebo odchýlená od dráhy, kterou by člověk očekával..
Můžete také zkusit podobný experiment s laserovým ukazovátkem. Samozřejmě je nutné nalít několik kapek mléka do sklenice vody, aby se zlepšila viditelnost laserového světla. V tomto případě se doporučuje provést experiment za zhoršených světelných podmínek, aby se lépe ocenila dráha světelného paprsku..
V obou případech je zajímavé vyzkoušet různé úhly dopadu a sledovat, jak se úhel lomu mění, jak se mění..
Příčiny tohoto optického efektu je třeba hledat v lomu světla, který způsobí, že se obraz tužky (nebo paprsek světla z laseru) jeví pod vodou odchylně od obrazu, který vidíme ve vzduchu.
Lom světla lze pozorovat v mnoha situacích našeho dne. Některé jsme již pojmenovali, jiné budeme komentovat níže.
Jedním z důsledků lomu je to, že se bazény zdají být mělčí, než ve skutečnosti jsou..
Dalším účinkem lomu je duha, ke které dochází, protože světlo se láme průchodem vodními kapičkami přítomnými v atmosféře. Stejný jev nastává, když paprsek světla prochází hranolem.
Dalším důsledkem lomu světla je to, že pozorujeme západ slunce, když uplynulo několik minut od jeho skutečného uskutečnění..
Zatím žádné komentáře