Rysunek odbicia i załamania: kąt zawsze potrzebuje odniesienia

Potrzebne wiadomości: Kąty, prostopadłość i jakościowy opis załamania; sinus do zadania rozszerzonego.

Trzy linie pełnią trzy różne role

Granicę ośrodków zaznaczamy linią ciągłą. W punkcie padania prowadzimy normalną prostopadłą do granicy; jest linią pomocniczą, nie promieniem. Kierunek padający ma strzałkę do granicy, kierunki odbity i załamany — od granicy. Kąty padania, odbicia i załamania mierzymy od odpowiedniej półprostej normalnej.

W odbiciu kąt pozostaje równy kątowi padania. Przy wejściu do ośrodka o większym współczynniku załamania promień zbliża się do normalnej. Częstotliwość światła na nieruchomej granicy pozostaje ta sama; zmieniają się szybkość i długość fali. Strzałki na rysunku są niezbędne, ponieważ ta sama geometria może również przedstawiać odwrócony bieg światła.

Przykład i granica istnienia promienia

Prawo Snella zapisujemy n_1\sin i=n_2\sin r. Dla i=45°, n₁=1 i n₂=1,5 kąt załamania wynosi około 28,1°. Kąt między promieniem załamanym a powierzchnią jest dopełnieniem do 90°, około 61,9°. W drodze z większego do mniejszego n może wystąpić całkowite wewnętrzne odbicie. Jeśli równanie wymaga sinusa większego od jedności, nie rysujemy fikcyjnego promienia załamanego. Model pomija chropowatość, dyspersję w danym wąskim paśmie i przesunięcia falowe przy granicy. Nie jest instrukcją obserwowania silnej wiązki ani Słońca.

Zadania do tego tematu

• Trzydzieści stopni do powierzchni lustra
• Trzydzieści stopni od normalnej przy przejściu do szkła
• Brak rzeczywistego kąta załamania: popraw rysunek

Dalsza lektura

Materiał referencyjny