Prawo odbicia światła

β = α

Kąt odbicia równy jest kątowi padania. 
Kąty -  padania i odbicia leżą w jednej płaszczyźnie.

Typowe, najbardziej nam znane odbicie zachodzi wtedy, gdy drugi ośrodek jest w ogóle nieprzepuszczalny dla światła. Jeżeli dodatkowo w tym drugim ośrodku światło nie jest pochłaniane, to cała wiązka ulega odbiciu. W ten sposób otrzymujemy zwierciadło

Prawo załamania światła nazywane niekiedy prawem Snelliusa.

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)

Prawo załamania - postać 1 - podstawowa

		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:
	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):
Podstawimy ten wzór raz w wersji dla ośrodka 1  (n1 - bezwzględny współczynnik załamania w ośrodku 1)   A potem w wersji dla ośrodka 2  (n2 - bezwzględny współczynnik załamania w ośrodku 2)   Wtedy otrzymamy:   n1 - bezwzględny współczynnik załamania ośrodka 1 n2 - bezwzględny współczynnik załamania ośrodka 2 c - prędkość światła w próżni Stąd ostatecznie będziemy mieli drugą postać prawa załamania światła. Wzór prawa załamania - postać 2   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: n1 - bezwzględny współczynnik załamania ośrodka 1 n2 - 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: 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. Dualizm korpuskularno - falowy W pewnych warunkach światło zachowuje się jak fala , a w innych jak cząstka. Dowodem na falową naturę promieniowania są takie zjawiska jak dyfrakcja i interferencja. Dyfrakcja jest zjawiskiem polegającym na uginaniu się fali , przechodzącej w pobliżu szczeliny, niewielkiej w porównaniu z długością tej fali. Zjawiska dyfrakcji występują dla każdego typu ruchu falowego, począwszy od optyki a skończywszy na rozpraszaniu cząstek elementarnych. Zgodnie z zasadą Huygensa, każdy punkt przestrzeni, do którego dociera fala płaska staje się źródłem elementarnej fali kulistej. Fale te za przeszkodą interferują ze sobą i powstaje nowe czoło fali. Gdy nałożeniu ulegną dwie fale o równych częstotliwościach i amplitudach, ale o fazach różniących się o to okaże się, że dla różnicy faz =0 fale są zgodne w fazie i wzmacniają się maksymalnie. Amplituda jest w tych miejscach równa podwojonej amplitudzie fali pojedynczej. Natomiast dla =180° fale są przeciwne w fazie i wygaszają się. Gdy dwa źródła drgają w tej samej fazie to maksymalne wzmocnienie występuje w miejscach odległych od obu źródeł o całkowitą wielokrotność długości fali. Takie zjawisko wzajemnego nakładania się fal harmonicznych, prowadzące do powstania stałego w czasie rozkładu przestrzennego amplitudy nazywa się interferencją. Zjawisko interferencji wykorzystuje się m.in. w interferometrach, do pomiaru długości fal lub własności. Interferencja pozwala np. na bardzo precyzyjny pomiar odległości od źródła do detektora fali. Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne oraz efekt Comptona są dowodem na korpuskularną naturę światła. I tak zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne polega na wybijaniu elektronów z powierzchni danego ciała pod wpływem promieniowania padającego na to ciało. Drugim obserwowanym dowodzącym korpuskularna naturę światła jest efekt Comptona. Jest to zjawisko polegające na rozpraszaniu fal elektromagnetycznych na elektronach swobodnych. Biorąc pod uwagę dwoistą naturę światła w roku 1924 została postawiona przez Louisa de Broglie'a hipoteza, że być może również materia wykazuje dwoistą naturę. Wyniki obecnych badań niosą informację , że zjawisko to dotyczy nie tylko elektronów. Mianowicie własności falowe wykazuje szereg innych cząstek zarówno naładowanych jak i pozbawionych ładunku elektrycznego. Światło jako fala elektromagnetyczna Drgające ładunki elektryczne wytwarzają w przestrzeni zmienne pole elektryczne. Drgające pola, które wzajemnie się wzbudzają, nazywamy promieniowaniem elektromagnetycznym. Promieniowanie elektromagnetyczne rozchodzi się w przestrzeni jak fala o częstotliwości równej częstotliwości drgań ładunku elektrycznego, który jest jej źródłem, i dlatego promieniowanie to nazywamy falą elektromagnetyczną. Wszystkie znane nam fale elektromagnetyczne mają częstotliwości, które mieszczą się w przedziale od 10 do 3-ej Hz (długie fale radiowe) do 10 do 22-ej Hz (promieniowanie gamma) i tworzą widmo promieniowania elektromagnetycznego. Światło widzialne, czyli to, które rejestrują nasze oczy, to mały fragment całego widma fal elektromagnetycznych. Podlega ono tym samym prawom, jakim podlegają fale elektromagnetyczne. W danym ośrodku wszystkie fale elektromagnetyczne rozchodzą się z taką samą prędkością, która w próżni wynosi 3 · 10^8 m/s.

---