Φυσική

Νόμοι της διάθλασης του φωτός


Ονομάζουμε διάθλαση φωτός το φαινόμενο στο οποίο μεταδίδεται από ένα μέσο σε άλλο.

Σε αυτή την αλλαγή σημαίνει ότι η συχνότητα του φωτός δεν αλλάζει, αν και η ταχύτητα και το μήκος κύματος είναι.

Η αλλαγή της ταχύτητας διάδοσης προκαλεί απόκλιση από την αρχική κατεύθυνση.

Για να κατανοήσετε καλύτερα αυτό το φαινόμενο, φανταστείτε μια ακτίνα φωτός που περνά από ένα μέσο σε άλλο σε μια επίπεδη επιφάνεια, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα:

Πού:

  • Η ακτίνα 1 είναι η ακτίνα προσπίπτουσας, με χαρακτηριστική ταχύτητα και μήκος κύματος.
  • Η ακτίνα 2 είναι η διαθλασμένη ακτίνα, με χαρακτηριστική ταχύτητα και μήκος κύματος.
  • Η διακεκομμένη γραμμή είναι η γραμμή που είναι κανονική στην επιφάνεια.
  • Η γωνία που σχηματίζεται μεταξύ της ακτίνας 1 και της κανονικής γραμμής είναι η γωνία πρόσπτωσης.
  • Η γωνία που σχηματίζεται μεταξύ της ακτίνας 2 και της κανονικής γραμμής είναι η διαθλαστική γωνία.
  • Το όριο μεταξύ των δύο μέσων είναι μια επίπεδη διόπτρα.

Γνωρίζοντας τα στοιχεία μιας διάθλασης μπορούμε να κατανοήσουμε το φαινόμενο μέσω των δύο νόμων που το διέπουν.

1ος νόμος διάθλασης

Ο πρώτος νόμος της διάθλασης λέει ότι η ακτίνα πρόσπτωσης (ακτίνα 1), η διαθλασμένη ακτίνα (ακτίνα 2) και η κανονική γραμμή στο σημείο πρόσπτωσης (διακεκομμένη γραμμή) περιέχονται στο ίδιο επίπεδο, το οποίο στην περίπτωση του παραπάνω σχεδίου είναι το επίπεδο οθόνη.

Νόμος περί διάθλασης 2 - Νόμος Snell

Ο 2ος νόμος διάθλασης χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της απόκλισης των ακτίνων φωτός κατά την αλλαγή του μέσου και εκφράζεται από:

Ωστόσο, γνωρίζουμε ότι:

Εκτός από:

Με την ομαδοποίηση αυτών των πληροφοριών μαζί, φτάνουμε σε μια πλήρη μορφή του νόμου Snell: