Förstå koncepten
* brytning: När ljus reser från ett medium till ett annat (som vatten till luft) ändrar det riktning. Denna böjning av ljus kallas brytning.
* incidensvinkel: Vinkeln mellan den inkommande ljusstrålen och den normala (en linje vinkelrätt mot ytan) är infallsvinkeln.
* brytningsvinkel: Vinkeln mellan den brytade ljusstrålen och den normala är brytningsvinkeln.
* Snells lag: Denna lag beskriver matematiskt förhållandet mellan infallsvinkeln, brytningsvinkeln och indexen för brytning av de två medierna.
Scenariot:Vatten till luft
* Vattens brytningsindex (N1): Ungefär 1,33
* Air's Index of Refraction (N2): Ungefär 1,00
När ljus reser från ett tätare medium (vatten, högre brytningsindex) till ett mindre tätt medium (luft, lägre brytningsindex), böjer det * bort * från det normala.
Beräkning av brytningsvinkeln
Använda Snells lag:
n1 * sin (incidensvinkel) =n2 * sin (brytningsvinkel))
1,33 * synd (15 °) =1,00 * Sin (brytningsvinkel)
Lösning för brytningsvinkeln:
brytningsvinkel =arcsin (1,33 * sin (15 °) / 1,00) ≈ 20,2 °
Sammanfattningsvis
När en lätt stråle kommer in i luft från vatten i en 15-graders vinkel till det normala:
* Det kommer att böjas bort från det normala.
* Brytningsvinkeln kommer att vara cirka 20,2 °.
Viktig anmärkning: Denna beräkning antar att ljuset kommer in i luften från vattnet. Om ljuset reser från luft till vatten kommer brytningsvinkeln att vara mindre än infallsvinkeln, och ljuset kommer att böjas mot det normala.
