Fénytörés
A fénytörés a hullám irányának megváltozása, amelyet a hullám sebességének változása okoz. A hullámok példái közé tartoznak a hanghullámok és a fényhullámok. A fénytörés leggyakrabban akkor figyelhető meg, amikor egy hullám egy átlátszó közegből egy másik átlátszó közegbe jut át. A különböző típusú közegek közé tartozik a levegő és a víz.
Amikor egy hullám egy átlátszó közegből egy másik átlátszó közegbe jut, a hullám sebessége és iránya megváltozik. Például amikor egy fényhullám a levegőben halad át, majd vízbe jut, a hullám lelassul és irányt változtat.
Ha a fény egy sűrűbb közegbe jut, a fénysugár a normális felé "hajlik". Amikor visszamegy a kevésbé sűrű (alacsonyabb törésmutatójú) közegbe, ugyanolyan szögben hajlik vissza, mint amikor belépett (ha a kilépő felület párhuzamos a belépő felülettel).
A fénytörés működésének példája, ha egy szívószálat helyezünk egy pohár vízbe, úgy, hogy a szívószál egy része a vízben van. Ha egy bizonyos szögből nézzük, a szívószál a víz felszínénél meghajolni látszik. Ennek oka a közeg sűrűségének változása, és így a fénysugarak elhajlása, ahogy a levegőből a vízbe jutnak.
A fény működésének megértéséhez jó és egyszerű módja, ha úgy gondolunk rá, mint egy autóra. Amikor az autó szögben ér a kavicsos felülethez (ez a közeg), az a gumiabroncs, amelyik először ér hozzá, lelassul, és az autó abba az irányba fordul. Ezért ha a fény jobbra egy nagyobb törésmutatóval rendelkező közegbe ütközik, jobbra fog elhajolni. Az elhajlás mértékét a Snell-törvény adja meg. A lencsék a fénytörés révén működnek.
Amikor a fény megtörik egy prizmában, a szivárvány színeire oszlik, mert egyes hullámhosszak jobban elhajlanak, mint mások.
Az optikában az anyag törésmutatója vagy n törésmutatója egy dimenziótlan szám, amely leírja, hogy a fény vagy más sugárzás hogyan halad át az adott közegen. Meghatározása a következő
n = c v , {\displaystyle n={\frac {\mathrm {c} }{v}},} 
ahol c a fény sebessége a vákuumban, v pedig a fény fázissebessége a közegben. Snell törvénye a törésmutatókat használja a fénytörés mértékének kiszámításához.
A fénytörés diagramja
Bizonyos szögből nézve a szalma a levegőben mozgó fény megtörése miatt meghajlik.
Egy fénysugár megtörik egy műanyagtömbben.
Kérdések és válaszok
K: Mi az a fénytörés?
V: A fénytörés a hullám irányának megváltozása, amelyet a hullám sebességének változása okoz. A hullámok példái közé tartoznak a hanghullámok és a fényhullámok. A fénytörés leggyakrabban akkor figyelhető meg, amikor egy hullám egy átlátszó közegből egy másik átlátszó közegbe jut át.
K: Hogyan működik a fénytörés?
V: Amikor egy hullám egy átlátszó közegből egy másik átlátszó közegbe jut, a hullám sebessége és iránya megváltozik. Például, amikor egy fényhullám a levegőben halad át, majd vízbe jut, a hullám lelassul és irányt változtat. Ebben a tulajdonságban, amikor a fény áthalad egy közegen, az elektronok polarizációja zajlik, ami viszont csökkenti a fény sebességét, így a fény iránya megváltozik. Ahogy a fény olyan közegbe jut, amely sűrűbb, a fénysugár a normális felé "hajlik". Amikor visszamegy a kevésbé sűrű (alacsonyabb törésmutatójú) közegbe, ugyanabban a szögben hajlik vissza, mint amikor belépett (ha a kilépő felület párhuzamos a belépő felülettel).
K: Milyen példák vannak a fénytörés működésére?
V: A fénytörés működésének egyik példája, ha egy szívószálat helyezünk egy pohár vízbe úgy, hogy a szívószál egy része a vízben van. Ha egy bizonyos szögből nézzük, a szívószál a víz felszínén meghajlik, mivel a levegő és a víz sűrűségének változása miatt a fénysugarak elhajlanak, amikor az egyik közegből a másikba haladnak. Egy másik példa a fénytöréssel működő lencsék; amikor a fény megtörik a prizmában, akkor színekre oszlik, mert egyes hullámhosszak jobban elhajlanak, mint mások, mivel a közegek közötti különböző sűrűségek miatt az egyes hullámhosszak esetében eltérő mértékű elhajlást okoznak.
K: Mi az optikai index vagy törésmutató?
V: Az optikában az optikai index vagy a törésmutató n leírja, hogy a sugárzás, például a fény hogyan mozog az adott anyagon vagy anyagon keresztül. Ez a következőképpen határozható meg: n = c/v , ahol c a sebességet jelenti, ha a fény vákuumban van, és v a fázissebességet, ha az adott anyagban vagy anyagban van fény.
K:Milyen törvény használja az optikai indexeket ?
V: A Snell-törvény optikai indexeket vagy indexeket használ az iffrefaction mennyiségének kiszámításához.
