Пречупване
За информацията в тази статия или раздел не са посочени източници. Въпросната информация може да е непълна, неточна или изцяло невярна. Имайте предвид, че това може да стане причина за изтриването на цялата статия или раздел. |
Пречупване или рефракция е промяна в посоката на една вълна вследствие промяна на нейната скорост. Явлението се наблюдава най-често при преминаване от една среда в друга и съществува при всички видове вълни. Пример за това е преминаването на звукова вълна от една среда в друга или когато водните вълни преминават на различна дълбочина.

Пречупване на светлината е частен случай на пречупване. Тъй като при преминаването си през границата въздух-стъкло се наблюдава пречупване на светлината, ефектът е бил използван за създаване на оптичните лещи и лежи в основата на действие на всички оптични уреди.
Той обяснява и редица светлинни явления като небесната дъга, миражите или разлагането на бялата светлина на цветове при преминаването ѝ през призма.
Основни понятияРедактиране
Принцип на ФермаРедактиране
Този принцип гласи, че когато една вълна с определена честота пътува от една точка до друга в пространството, тя избира пътя с минималното време. Законът на Снелиус следва директно от този принцип.
Коефициент (показател) на пречупванеРедактиране
Показател на пречупване на веществото (средата) е физична величина, равна на отношението на фазовите скорости на светлината във вакуум и в средата . Тя може да бъде изразена и като корен квадратен от произведението на магнитната и диелектричната проницаемости на средата за електромагнитни вълни като светлината.
Показателят на пречупване зависи от свойствата на веществото и от дължината на вълната на излъчването. Съществуват оптически анизотропни вещества, в които показателят на пречупване зависи от посоката на разпространение и поляризацията на светлината. За измерване на показателя на пречупване се използват рефрактометри.
Той се изразява като корен квадратен от произведението на магнитната и диелектричната проницаемости на средата и зависи от свойствата на веществото и от дължината на вълната на излъчването.
Лъчи и ъглиРедактиране
Ако означим първата среда с 1 (където е източникът на лъчи) и втората среда с 2, то тогава:
- е показател на пречупване на първата среда;
- е ъгъл на падане;
- е показател на пречупване на втората среда;
- е ъгъл на пречупване.
- нормала се нарича правата, перпендикулярна на границата на двете среди
Закон на СнелиусРедактиране
Качественото описание на пречупването на светлината на границата на две среди се дава от следните зависимости:
- при преминаване на светлинен лъч от оптически по-рядка (с по-малък показател на пречупване) в оптически по-плътна среда (по-голям показател на пречупване) ъгълът на пречупване е по-малък от ъгъла на падане
- при преминаване на светлинен лъч от оптически по-плътна в оптически по-рядка среда ъгълът на пречупване е по-голям от ъгъла на падане
Точната количествена зависимост при пречупване на светлината се описва от Закона на Снелиус – отношението на показателите на пречупване е равно на отношението на скоростите на разпространение на вълната в двете среди.
или
където
- – показател на пречупване на първата среда;
- – ъгъл на падане;
- – показател на пречупване на втората среда;
- – ъгъл на пречупване.
Законът е открит в началото на XVII век от холандския математик Вилеброрд Снел, известен също и с латинското име Снелиус.
В случай когато светлинен лъч преминава от оптически по-плътна към оптически по-рядка среда при определен ъгъл на падане , наречен граничен, ъгълът на пречупване става равен на 90 градуса и:
Тогава нямаме пречупена вълна, а само отразена, което е в сила при всички ъгли на падане, по-големи от този граничен ъгъл. Това явление се нарича пълно вътрешно отражение.