Den grundläggande principen:Snells lag
Böjningen av ljus när det reser från ett medium till ett annat styrs av en grundläggande princip som kallas Snells lag:
* n1 * sin (θ1) =n2 * sin (θ2)
Där:
* n1 och n2 är brytningsindexen för de första respektive andra medierna. Brytningsindexet är ett mått på hur mycket ljus som saktar ner i ett medium jämfört med ett vakuum.
* θ1 är infallsvinkeln (vinkeln som ljusstrålen gör med det normala till ytan).
* θ2 är brytningsvinkeln (vinkeln som ljusstrålen gör med det normala efter att ha kommit in i det andra mediet).
Förklaringen
1. ljushastighet: Ljus reser med olika hastigheter i olika material. Det reser snabbast i ett vakuum (cirka 300 000 km/s). När ljus kommer in i ett tätare medium (som vatten eller glas) bromsar det ner.
2. WAVEFRONTS: Ljus kan visualiseras som en serie vågfronter. När en vågfront träffar gränsen mellan två medier, kommer en del av vågfronten in i det nya mediet före den andra delen.
3. Ändra riktning: Eftersom ljusets hastighet förändras, bromsar den del av vågfronten som kommer in i det nya mediet först ner. Detta får vågfronten att böjas.
böjning mot eller bort från det normala
* från en mindre tät till ett tätare medium: När ljus reser från ett mindre tätt medium (som luft) till ett tätare medium (som vatten), bromsar det ner. Detta gör att ljuset böjs mot det normala.
* från en tätare till ett mindre tätt medium: När ljus reser från ett tätare medium (som vatten) till ett mindre tätt medium (som luft), påskyndar det. Detta gör att ljuset böjs bort från det normala.
Visuellt exempel:
Föreställ dig en bil som kör på en smidig väg som plötsligt träffar en lapp med lera. Hjulen på ena sidan av bilen kommer först in leran och sakta ner, vilket gör att bilen svänger något mot leran. På liknande sätt böjs vågfronten för ljus när man går in i ett annat medium.
Nyckel takeaway
Böjningen av ljus, känd som brytning, är en konsekvens av ljusets hastighet som förändras när den reser från ett medium till ett annat. Denna hastighetsförändring får vågfronten att böjas, antingen mot eller bort från det normala, beroende på medias relativa täthet.
