Prawo załamania światła


Prawo załamania światła

Zmiana kierunku promieni świetlnych podczas załamania nie jest przypadkowa. Opisuje to prawo załamania światła nazywane niekiedy prawem Snelliusa (patrz - biografie: Snell van Royen).

Prawo załamania światła łączy ze sobą dwa kąty - kąt padania na powierzchnię rozgraniczającą dwa ośrodki i kąt załamania powstający gdy promień przejdzie granicę i zacznie się rozchodzić w drugim ośrodku (patrz rysunek niżej).

Warto zwrócić uwagę na fakt, że kąty padania i załamania są liczone od normalnej do powierzchni, a nie od samej powierzchni.

(Więcej informacji na temat liczenia kątów od normalnej znajduje się w rozdziale Kąty padania, odbicia, załamania)

 

0x01 graphic

Prawo załamania - postać 1 - podstawowa

0x01 graphic

α - kąt padania
β - kąt załamania
v1 - prędkość światła w ośrodku 1
v2 - prędkość światła w ośrodku 2

Słownie prawo załamania można sformułować następująco:

Stosunek sinusa kąta padania, do sinusa kąta załamania jest dla danych ośrodków stały i równy stosunkowi prędkości fali w ośrodku pierwszym, do prędkości fali w ośrodku drugim. Kąty padania i załamania leżą w tej samej płaszczyźnie.

Inne postacie prawa załamania

Zdefiniujmy wielkość zwaną bezwzględnym współczynnikiem załamania ośrodka:

0x01 graphic

v - prędkość światła w ośrodku
c - prędkość światła w próżni (c = 299 792 458 m/s)
n - bezwzględny współczynnik załamania

Podstawmy teraz tę wielkość do wzoru na prawo załamania, zmieniając nieco postać - tzn. wyliczając prędkość v (wzór otrzymujemy mnożąc obie strony ostatniego równania przez v i dzieląc przez n):

  0x01 graphic

0x08 graphic
Podstawimy ten wzór raz w wersji dla ośrodka 1 
(n1 - bezwzględny współczynnik załamania w ośrodku 1)

  0x01 graphic

A potem w wersji dla ośrodka 2 
(n2 - bezwzględny współczynnik załamania w ośrodku 2)

  0x01 graphic

Wtedy otrzymamy:

  0x01 graphic

n1 - bezwzględny współczynnik załamania ośrodka 1
n
2 - bezwzględny współczynnik załamania ośrodka 2
c - prędkość światła w próżni

Stąd ostatecznie będziemy mieli drugą postać prawa załamania światła.

Wzór prawa załamania - postać 2

  0x01 graphic

Ta wersja prawa załamania wiąże kąty padania i załamania z bezwzględnymi współczynnikami załamania w obu ośrodkach.

Sformułowanie słowne:
Stosunek sinusa kąta padania, do sinusa kąta załamania jest równy stosunkowi bezwzględnego współczynnika załamania ośrodka do którego przechodzi fala, do bezwzględnego współczynnika załamania ośrodka, z którego fala pada na powierzchnię rozgraniczającą oba ośrodki.

Wzór prawa załamania - postać 3

Jest jeszcze trzecia postać prawa załamania. Powstaje ona po zdefiniowaniu kolejnej wielkości zwanej względnym współczynnikiem załamania:

0x01 graphic

n1 - bezwzględny współczynnik załamania ośrodka 1
n
2 - bezwzględny współczynnik załamania ośrodka 2
n12 - współczynnik załamania (względny) ośrodka 2 względem ośrodka 1

Warto zwrócić uwagę na fakt, że względny współczynnik załamania czyta się od tyłu:
- jest to współczynnik załamania ośrodka drugiego (do którego wchodzi światło) względem ośrodka pierwszego (z którego przychodzi światło).

Po podstawieniu względnego współczynnika załamania do 2 postaci prawa załamania otrzymamy:

0x01 graphic

Zatem:
  stosunek sinusa kąta padania do sinusa kąta załamania jest równy względnemu współczynnikowi załamania światła ośrodka do którego światło wpada względem ośrodka z którego światło wychodzi.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Prawo zalamania swiatla
prawo załamania swiatla
Prawo załamania światła
Prawo odbicia i załamania światła
Laboratorium 7 Wyznaczanie współczynnika załamania światła w powietrzu
Laborka 6 Współczynnik załamania światła
Pomiar współczynnika załamania światła oraz wyznaczanie stężenia roztworów metodą refraktometryczną
Współczynnik załamania światła dla cieczy
Wyznaczanie współczynnika załamania światła metodą najmniejszego odchylenia w pryzmacie sprawkox
DESTYLACJA FRAKCYJNA I OZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ZAŁAMANIA ŚWIATŁA
Sprawozdanie 3 (Współczynnik Załamania Światła), Energetyka AGH, semestr 3, III Semestr, Fizyka, La
Zjawisko załamania światła. Współczynnik załamania, Sprawozdania - Fizyka
Pomiar współczynnika załamania światła przy pomocy mikroskopu v2 (2)
Zalamanie swiatla w powietrzu2
Wyznaczanie współczynnika załamania światła refraktometrem Abbego , Wyznaczanie współczynnika załama
Wyznaczanie współczynników załamania światła, Laborki
Współczynnik załamania światła
Prawo odbicia swiatła fizykakl3
Ćw 15; Wyznaczanie współczynnika załamania światła refraktometrem?bego

więcej podobnych podstron