TEMAT 55: Zjawisko załamania światła.

TEMAT 55: Zjawisko załamania światła.
Załamanie światła to zakrzywienie promieni świetlnych przy przechodzeniu z jednego
ośrodka (materiału) do innego.
Ogólnie: kiedy światło przechodzi z ośrodka o wyższej gęstości do drugiego o niższej
załamuje się od normalnej (prostopadłej do powierzchni w miejscu przechodzenia), zaś kiedy
przechodzi z ośrodka o niższej gęstości do drugiego o wyższej załamuje się do normalnej.
Promień załamywany nazywamy promieniem padającym, a kąt który tworzy
z normalną nazywamy kątem padania. Po załamaniu promień nazywamy promieniem
załamanym, a kąt który tworzy z normalną, kątem załamania. Promień padający, załamany
i normalna leżą w tej samej płaszczyźnie. Interesujące jest to, że jeśli kąt padania jest równy
0° (promień padający jest równoległy do normalnej), nie jest załamywany (nie zmienia
kierunku).
Gdzie:
o
o
o
o
o
(
(
)
=
)
=
=
α1 to kąt padania,
α2 to kąt załamania,
n1 to współczynnik załamania materiału 1,
n2 to współczynnik załamania materiału 2,
n to względny współczynnik załamania materiału 2 względem 1,
Prawo to pozwala nam, przewidzieć zachowanie promieni na granicy dwóch określonych
ośrodków, jest także używane do identyfikacji substancji na podstawie współczynnika ich
załamania. Współczynniki załamania różnych substancji względem powietrza (np =1).
Substancja
Współczynnik załamania
Szkło
1.5 - 1.9
Diament
2.42
Kwarc
1.46
Kwarc krystaliczny
1.54
Dwutlenek węgla
1.63
Woda
1.33
Wyróżnia się także bezwzględny współczynnik załamania, jako stosunek prędkości światła
w próżni do prędkości światła fazowej światła w danym ośrodku:
=
Przykład załamania światła i jednoczesnego jego rozszczepienia zauważalny jest po przejściu
wiązki światła białego przez pryzmat:
Bonus: 
Animacje dotyczące zjawiska załamania światła (Kliknij..)
ZADANIA:
1. Prędkość światła w powietrzu wynosi około 300 000 km/s, a w wodzie 225 000 km/s. Jaką
wartość ma współczynnik załamania wody względem powietrza?
2. Promień światła pada na powierzchnie wody pod kątem 40°. Oblicz:
a) kąt załamania promienia w wodzie
b) kąt między promieniem odbitym a załamanym
c) szybkość światła w wodzie
3. Monochromatyczny promień światła przechodzi z wody do szkła. Kąt padania wynosi 50°.
Oblicz:
a) współczynnik załamania szkła względem wody
b) kąt załamania promienia w szkle.
c) szybkość promienia w szkle i w wodzie
4. Promień świetlny pada prostopadle na płytkę szklaną o grubości 8 cm i współczynniku
załamania 1,5. Ile wyniesie czas przejścia promienia świetlnego przez tę płytkę?
Szybkość światła w powietrzu wynosi w przybliżeniu c = 300000 km/s.