Lom svetla- jav, pri ktorom lúč svetla prechádzajúci z jedného prostredia do druhého mení smer na hranici týchto médií.

K lomu svetla dochádza podľa nasledujúceho zákona:
Dopadajúce a lomené lúče a kolmica nakreslená na rozhranie medzi dvoma prostrediami v bode dopadu lúča ležia v rovnakej rovine. Pomer sínusu uhla dopadu k sínusu uhla lomu je konštantná hodnota pre dve prostredia:
,
Kde α - uhol dopadu,
β - uhol lomu,
n - konštantná hodnota nezávislá od uhla dopadu.

Keď sa zmení uhol dopadu, zmení sa aj uhol lomu. Čím väčší je uhol dopadu, tým väčší je uhol lomu.
Ak svetlo pochádza z opticky menej hustého média do média s vyššou hustotou, potom je uhol lomu vždy menší ako uhol dopadu: β < α.
Lúč svetla smerujúci kolmo na rozhranie medzi dvoma médiami prechádza z jedného média do druhého bez lomu.

absolútny ukazovateľ lom hmoty- hodnota rovnajúca sa pomeru fázových rýchlostí svetla ( elektromagnetické vlny) vo vákuu a v danom prostredí n=c/v
Množstvo n zahrnuté v zákone lomu sa nazýva relatívny index lomu pre pár médií.

Hodnota n je relatívny ukazovateľ index lomu média B vo vzťahu k médiu A a n" = 1/n je relatívny index lomu média A vo vzťahu k médiu B.
Táto hodnota, ak sú ostatné veci rovnaké, je väčšia ako jednota, keď lúč prechádza z hustejšieho média do média s menšou hustotou, a menšia ako jednota, keď lúč prechádza z média s menšou hustotou do média s hustejšou (napríklad z plynu alebo z vákua na kvapalinu alebo pevnú látku). Z tohto pravidla existujú výnimky, a preto je zvykom volať médium opticky viac či menej husté ako iné.
Lúč dopadajúci z priestoru bez vzduchu na povrch nejakého média B sa láme silnejšie ako keď naň dopadá z iného média A; Index lomu lúča dopadajúceho na médium z bezvzduchového priestoru sa nazýva jeho absolútny index lomu.

(Absolútne - vzhľadom na vákuum.
Relatívna - vo vzťahu k akejkoľvek inej látke (napríklad k rovnakému vzduchu).
Relatívny ukazovateľ dvoch látok je pomer ich absolútnych ukazovateľov.)

Totálny vnútorný odraz- vnútorný odraz za predpokladu, že uhol dopadu presahuje určitý kritický uhol. V tomto prípade sa dopadajúca vlna úplne odrazí a hodnota koeficientu odrazu prekročí svoje maximum veľké hodnoty pre leštené povrchy. Koeficient odrazu v plnom rozsahu vnútorný odraz nezávisí od vlnovej dĺžky.

V optike je tento jav pozorovaný pre široké spektrum elektromagnetická radiácia, vrátane röntgenového rozsahu.

V geometrickej optike sa jav vysvetľuje v rámci Snellovho zákona. Ak vezmeme do úvahy, že uhol lomu nemôže presiahnuť 90°, zistíme, že pri uhle dopadu, ktorého sínus je väčší ako pomer nižšieho indexu lomu k väčšiemu indexu, sa elektromagnetická vlna musí úplne odrážať do prvého prostredia.

V súlade s vlnovou teóriou javu elektromagnetické vlnenie stále preniká do druhého prostredia - šíri sa tam takzvaná „nerovnomerná vlna“, ktorá sa exponenciálne rozpadá a nenesie so sebou energiu. Charakteristická hĺbka prieniku nehomogénnej vlny do druhého prostredia je rádovo vlnovej dĺžky.

Zákony lomu svetla.

Zo všetkého, čo bolo povedané, usudzujeme:
1 . Na rozhraní dvoch rôznych prostredí optická hustota Lúč svetla pri prechode z jedného média do druhého mení svoj smer.
2. Keď svetelný lúč prechádza do prostredia s vyššou optickou hustotou, uhol lomu je menší ako uhol dopadu; Keď svetelný lúč prechádza z opticky hustejšieho prostredia do prostredia s menšou hustotou, uhol lomu je väčší ako uhol dopadu.
Lom svetla je sprevádzaný odrazom a so zvyšovaním uhla dopadu sa zvyšuje jas odrazeného lúča a lomený lúč slabne. To je možné vidieť vykonaním experimentu znázorneného na obrázku. V dôsledku toho odrazený lúč nesie so sebou viac svetelnej energie, čím väčší je uhol dopadu.

Nechaj MN- rozhranie medzi dvoma priehľadnými médiami, napríklad vzduchom a vodou, JSC- dopadajúci lúč, OB- lomený lúč, - uhol dopadu, - uhol lomu, - rýchlosť šírenia svetla v prvom prostredí, - rýchlosť šírenia svetla v druhom prostredí.

Index lomu

Index lomu látky - množstvo rovnajúce sa pomeru fázových rýchlostí svetla (elektromagnetického vlnenia) vo vákuu a v danom prostredí. O indexe lomu sa niekedy hovorí aj pre akékoľvek iné vlny, napríklad zvuk, hoci v prípadoch, ako je ten druhý, musí byť definícia, samozrejme, nejako upravená.

Index lomu závisí od vlastností látky a vlnovej dĺžky žiarenia, pri niektorých látkach sa index lomu mení pomerne silno, keď sa frekvencia elektromagnetických vĺn mení z nízkych frekvencií na optické a ďalej, a môže sa meniť ešte výraznejšie v určité oblasti frekvenčnej stupnice. Predvolené nastavenie sa zvyčajne vzťahuje na optický rozsah alebo rozsah určený kontextom.

Odkazy

  • Databáza indexu lomu RefractiveIndex.INFO

Nadácia Wikimedia. 2010.

Pozrite sa, čo je „Index lomu“ v iných slovníkoch:

    Relatívne k dvom prostrediam n21, bezrozmerný pomer rýchlostí šírenia optického žiarenia (c svetlo) v prvom (c1) a druhom (c2) prostredí: n21 = c1/c2. Zároveň to súvisí. P. p. je pomer sínusov g l a p a d e n i j a y g l ... ... Fyzická encyklopédia

    Pozri index lomu...

    Pozri index lomu. * * * INDEX LOMU INDEX lomu, pozri Index lomu (pozri INDEX lomu) ... encyklopedický slovník- INDEX lomu, veličina charakterizujúca prostredie a rovná sa pomeru rýchlosti svetla vo vákuu k rýchlosti svetla v prostredí (absolútny index lomu). Index lomu n závisí od dielektrika e a magnetickej permeability m... ... Ilustrované encyklopedický slovník

    - (pozri INDEX LOMU). Fyzický encyklopedický slovník. M.: Sovietska encyklopédia. Hlavný editor A. M. Prochorov. 1983... Fyzická encyklopédia

    Pozri index lomu... Veľká sovietska encyklopédia

    Pomer rýchlosti svetla vo vákuu k rýchlosti svetla v médiu (absolútny index lomu). Relatívny index lomu 2 prostredí je pomer rýchlosti svetla v prostredí, z ktorého svetlo dopadá na rozhranie k rýchlosti svetla v druhom... ... Veľký encyklopedický slovník

Optika je jedným zo starých odvetví fyziky. Od doby staroveké Grécko, mnoho filozofov sa zaujímalo o zákony pohybu a šírenia svetla v rôznych priehľadných materiáloch, ako je voda, sklo, diamant a vzduch. Tento článok pojednáva o fenoméne lomu svetla so zameraním na index lomu vzduchu.

Efekt lomu svetelného lúča

Každý sa vo svojom živote stokrát stretol s prejavom tohto efektu, keď sa pozrel na dno nádrže alebo na pohár s vodou, v ktorej bol umiestnený nejaký predmet. Zároveň sa jazierko nezdalo také hlboké, ako v skutočnosti bolo, a predmety v pohári s vodou vyzerali zdeformované alebo rozbité.

Fenomén lomu pozostáva z prerušenia jeho priamočiarej trajektórie, keď pretína rozhranie dvoch priehľadných materiálov. Zhrnúť veľké množstvo Na základe týchto experimentov získal Holanďan Willebrord Snell začiatkom 17. storočia matematický výraz, ktorý presne vystihoval tento jav. Tento výraz sa zvyčajne píše v tejto forme:

n 1 *sin(θ 1) = n 2 *sin(θ 2) = konšt.

Tu n 1, n 2 sú absolútne indexy lomu svetla v zodpovedajúcom materiáli, θ 1 a θ 2 sú uhly medzi dopadajúcim a lomeným lúčom a kolmicou na rovinu rozhrania, ktorá je vedená cez priesečník lúča a toto lietadlo.

Tento vzorec sa nazýva Snellov alebo Snell-Descartesov zákon (bol to Francúz, kto ho zapísal v prezentovanej forme, zatiaľ čo Holanďan použil skôr jednotky dĺžky ako sínus).

Okrem tohto vzorca je fenomén lomu opísaný ďalším zákonom, ktorý má geometrický charakter. Spočíva v tom, že vyznačená kolmica na rovinu a dva lúče (lomený a dopadajúci) ležia v tej istej rovine.

Absolútny index lomu

Táto veličina je zahrnutá vo vzorci Snell a prehráva sa jej hodnota dôležitá úloha. Matematicky index lomu n zodpovedá vzorcu:

Symbol c je rýchlosť elektromagnetických vĺn vo vákuu. Je to približne 3*108 m/s. Hodnota v je rýchlosť pohybu svetla cez médium. Index lomu teda odráža mieru spomalenia svetla v médiu v porovnaní s priestorom bez vzduchu.

Z vyššie uvedeného vzorca vyplývajú dva dôležité závery:

  • hodnota n je vždy väčšia ako 1 (pre vákuum sa rovná jednotke);
  • je to bezrozmerná veličina.

Napríklad index lomu vzduchu je 1,00029, zatiaľ čo pre vodu je to 1,33.

Index lomu nie je konštantná hodnota pre konkrétne médium. Závisí to od teploty. Navyše pre každú frekvenciu elektromagnetickej vlny má svoj vlastný význam. Vyššie uvedené čísla teda zodpovedajú teplote 20 o C a žltej časti viditeľného spektra (vlnová dĺžka - asi 580-590 nm).

Závislosť n od frekvencie svetla sa prejavuje rozkladom bieleho svetla hranolom na množstvo farieb, ako aj vznikom dúhy na oblohe počas silný dážď.

Index lomu svetla vo vzduchu

Jeho hodnota už bola uvedená vyššie (1,00029). Keďže index lomu vzduchu sa líši iba na štvrtom desatinnom mieste od nuly, na riešenie praktických úloh ho možno považovať za rovný jednej. Malý rozdiel medzi n pre vzduch a jednotu naznačuje, že svetlo prakticky nie je spomaľované molekulami vzduchu, čo je spôsobené jeho relatívne nízkou hustotou. Priemerná hustota vzduchu je teda 1,225 kg/m 3 , to znamená, že je viac ako 800-krát ľahšia ako sladká voda.

Vzduch je opticky slabé médium. Proces spomaľovania rýchlosti svetla v materiáli je kvantovej povahy a je spojený s aktmi absorpcie a emisie fotónov atómami látky.

Zmeny v zložení vzduchu (napríklad zvýšenie obsahu vodnej pary v ňom) a zmeny teploty vedú k výrazným zmenám indexu lomu. Pozoruhodným príkladom je fatamorgána v púšti, ktorá vzniká v dôsledku rozdielu v indexoch lomu vzduchových vrstiev s rozdielne teploty.

Rozhranie sklo-vzduch

Sklo je oveľa hustejšie médium ako vzduch. Jeho absolútny index lomu sa pohybuje od 1,5 do 1,66 v závislosti od typu skla. Ak vezmeme priemernú hodnotu 1,55, potom lom lúča na rozhraní vzduch-sklo možno vypočítať pomocou vzorca:

sin(01)/sin(02) = n2/n1 = n21 = 1,55.

Hodnota n 21 sa nazýva relatívny index lomu vzduchu – skla. Ak lúč vychádza zo skla do vzduchu, mal by sa použiť nasledujúci vzorec:

sin(01)/sin(02) = n2/n1 = n21 = 1/1,55 = 0,645.

Ak je uhol lomu lúča v druhom prípade rovný 90 o, potom sa zodpovedajúci uhol nazýva kritický. Pre hranicu sklo-vzduch sa rovná:

01 = arcsín (0,645) = 40,17 o.

Ak lúč dopadne na hranicu sklo-vzduch s väčšími uhlami ako 40,17 o, odrazí sa úplne späť do skla. Tento jav sa nazýva „totálny vnútorný odraz“.

Kritický uhol existuje iba vtedy, keď sa lúč pohybuje z hustého média (zo skla do vzduchu, ale nie naopak).

Procesy, ktoré sú spojené so svetlom, sú dôležitou súčasťou fyziky a obklopujú nás všade v našom každodennom živote. Najdôležitejšie v tejto situácii sú zákony odrazu a lomu svetla, na ktorých je založená moderná optika. Lom svetla je dôležitou súčasťou modernej vedy.

Efekt skreslenia

Tento článok vám prezradí, čo je fenomén lomu svetla, ako aj ako vyzerá zákon lomu a čo z neho vyplýva.

Základy fyzikálnych javov

Keď lúč dopadne na povrch, ktorý je oddelený dvoma priehľadnými látkami, ktoré majú rozdielnu optickú hustotu (napríklad rôzne sklá alebo vo vode), časť lúčov sa odrazí a časť prenikne do druhej štruktúry (napr. budú sa množiť vo vode alebo skle). Pri prechode z jedného média do druhého lúč zvyčajne mení svoj smer. Ide o fenomén lomu svetla.
Odraz a lom svetla je viditeľný najmä vo vode.

Skresľujúci efekt vo vode

Pri pohľade na veci vo vode vyzerajú skreslené. Toto je obzvlášť viditeľné na hranici medzi vzduchom a vodou. Vizuálne sa zdá, že objekty pod vodou sú mierne vychýlené. Opísaný fyzikálny jav je práve dôvodom, prečo sa všetky predmety vo vode javia zdeformované. Keď lúče dopadnú na sklo, tento efekt je menej nápadný.
Lom svetla je fyzikálny jav, ktorý je charakterizovaný zmenou smeru pohybu slnečného lúča v okamihu, keď sa pohybuje z jedného média (štruktúry) do druhého.
Aby sme lepšie pochopili tento proces, uvažujme o príklade lúča dopadajúceho na vodu zo vzduchu (podobne ako v prípade skla). Nakreslením kolmej čiary pozdĺž rozhrania možno merať uhol lomu a návratu svetelného lúča. Tento index (uhol lomu) sa bude meniť, keď prúd prenikne do vody (vo vnútri skla).
Poznámka! Tento parameter sa chápe ako uhol, ktorý zviera kolmica na oddelenie dvoch látok, keď lúč preniká z prvej štruktúry do druhej.

Priechod lúča

Rovnaký indikátor je typický pre iné prostredia. To sa rozhodlo tento ukazovateľ závisí od hustoty látky. Ak lúč klesne z menej hustej štruktúry na hustejšiu, potom bude vytvorený uhol skreslenia väčší. A ak je to naopak, potom je to menej.
Zároveň tento ukazovateľ ovplyvní aj zmena sklonu poklesu. Ale vzťah medzi nimi nezostáva konštantný. Zároveň pomer ich sínusov zostane konštantnou hodnotou, ktorá sa zobrazí nasledujúci vzorec: sinα / sinγ = n, kde:

  • n je konštantná hodnota, ktorá je popísaná pre každú konkrétnu látku (vzduch, sklo, voda atď.). Preto, aká bude táto hodnota, sa dá určiť pomocou špeciálnych tabuliek;
  • α – uhol dopadu;
  • γ – uhol lomu.

Toto určiť fyzikálny jav a vznikol zákon lomu.

Fyzikálny zákon

Zákon lomu svetelných tokov nám umožňuje určiť charakteristiky priehľadných látok. Samotný zákon pozostáva z dvoch ustanovení:

  • Prvá časť. Lúč (dopad, upravený) a kolmica, ktorá bola obnovená v bode dopadu na rozhraní, napr. vzduchu a vody (sklo a pod.), budú umiestnené v rovnakej rovine;
  • Druhá časť. Pomer sínusu uhla dopadu k sínusu rovnakého uhla vytvoreného pri prekročení hranice bude konštantná hodnota.

Popis zákona

Navyše v momente, keď lúč vystupuje z druhej konštrukcie do prvej (napríklad pri prechode svetelný tok zo vzduchu, cez sklo a späť do vzduchu), dôjde tiež k skresleniu.

Dôležitý parameter pre rôzne objekty

Hlavným ukazovateľom v tejto situácii je pomer sínusu uhla dopadu k podobnému parametru, ale pre skreslenie. Ako vyplýva z vyššie opísaného zákona, tento ukazovateľ je konštantná hodnota.
Navyše, keď sa zmení hodnota sklonu poklesu, rovnaká situácia bude typická pre podobný ukazovateľ. Tento parameter má veľký význam, pretože je integrálnou charakteristikou priehľadných látok.

Indikátory pre rôzne predmety

Vďaka tomuto parametru celkom efektívne rozlišujete medzi druhmi skla, ale aj rôznymi drahými kameňmi. Je tiež dôležitý pre určenie rýchlosti svetla v rôznych prostrediach.

Poznámka! Najvyššia rýchlosť svetelný tok - vo vákuu.

Pri prechode z jednej látky na druhú sa jej rýchlosť zníži. Napríklad v diamante, ktorý má najvyšší index lomu, bude rýchlosť šírenia fotónu 2,42-krát vyššia ako rýchlosť vzduchu. Vo vode sa budú šíriť 1,33-krát pomalšie. Pre odlišné typy sklo tento parameter sa pohybuje od 1,4 do 2,2.

Poznámka! Niektoré sklá majú index lomu 2,2, čo je veľmi blízko diamantu (2,4). Preto nie je vždy možné rozlíšiť kúsok skla od skutočného diamantu.

Optická hustota látok

Svetlo môže preniknúť rôzne látky, ktoré sa vyznačujú rôznymi optickými hustotami. Ako sme už povedali, pomocou tohto zákona môžete určiť hustotu charakteristickú pre médium (štruktúru). Čím je hustejšia, tým pomalšia je rýchlosť, ktorou sa cez ňu bude šíriť svetlo. Napríklad sklo alebo voda budú opticky hustejšie ako vzduch.
Okrem toho, že tento parameter je konštantná hodnota, odráža aj pomer rýchlosti svetla v dvoch látkach. Fyzický význam možno zobraziť ako nasledujúci vzorec:

Tento indikátor hovorí, ako sa mení rýchlosť šírenia fotónov pri prechode z jednej látky na druhú.

Ďalší dôležitý ukazovateľ

Keď sa svetelný tok pohybuje cez priehľadné predmety, je možná jeho polarizácia. Pozoruje sa pri prechode svetelného toku z dielektrických izotropných médií. K polarizácii dochádza, keď fotóny prechádzajú sklom.

Polarizačný efekt

Čiastočná polarizácia sa pozoruje, keď sa uhol dopadu svetelného toku na hranici dvoch dielektrík líši od nuly. Stupeň polarizácie závisí od toho, aké boli uhly dopadu (Brewsterov zákon).

Úplný vnútorný odraz

Na záver našej krátkej exkurzie je ešte potrebné považovať takýto efekt za úplnú vnútornú reflexiu.

Fenomén plného zobrazenia

Aby sa tento efekt prejavil, je potrebné zväčšiť uhol dopadu svetelného toku v momente jeho prechodu z hustejšieho do menej hutného prostredia na rozhraní medzi látkami. V situácii, keď tento parameter prekročí určitú hraničnú hodnotu, potom sa fotóny dopadajúce na hranicu tohto úseku úplne prejavia. V skutočnosti to bude náš želaný jav. Bez nej nebolo možné vyrobiť vláknovú optiku.

Záver

Praktická aplikácia správania svetelného toku dala veľa a vytvorila rôzne technické zariadenia na zlepšenie nášho života. Svetlo zároveň ľudstvu ešte neodhalilo všetky svoje možnosti a jeho praktický potenciál sa ešte naplno neuskutočnil.

Ako vyrobiť papierovú lampu vlastnými rukami Ako skontrolovať výkon LED pásika

Tento článok odhaľuje podstatu takého konceptu optiky, ako je index lomu. Vzorce na získanie tejto hodnoty sú uvedené, dané krátka recenzia aplikácia fenoménu lomu elektromagnetických vĺn.

Videnie a index lomu

Na úsvite civilizácie si ľudia kládli otázku: ako vidí oko? Predpokladalo sa, že človek vyžaruje lúče, ktoré cítia okolité predmety, alebo naopak, všetky veci takéto lúče vyžarujú. Odpoveď na túto otázku dostala v sedemnástom storočí. Nachádza sa v optike a súvisí s tým, čo je index lomu. Svetlo, ktoré sa odráža od rôznych nepriehľadných povrchov a láme sa na hranici s priehľadnými, dáva človeku príležitosť vidieť.

Svetlo a index lomu

Naša planéta je zahalená svetlom Slnka. A práve s vlnovou povahou fotónov je spojený taký pojem ako absolútny index lomu. Fotón, ktorý sa šíri vo vákuu, nenarazí na žiadne prekážky. Na planéte sa svetlo stretáva s mnohými rôznymi hustejšími prostrediami: atmosféra (zmes plynov), voda, kryštály. Keďže ide o elektromagnetické vlnenie, fotóny svetla majú vo vákuu jednu fázovú rýchlosť (označené ako c) a v životnom prostredí - iné (označené v). Pomer prvého a druhého je to, čo sa nazýva absolútny index lomu. Vzorec vyzerá takto: n = c / v.

Fázová rýchlosť

Stojí za to definovať fázovú rýchlosť elektromagnetického média. V opačnom prípade pochopte, čo je index lomu n, je zakázané. Fotón svetla je vlna. To znamená, že môže byť reprezentovaný ako balík energie, ktorý osciluje (predstavte si segment sínusovej vlny). Fáza je segment sínusoidy, cez ktorý vlna prechádza tento momentčas (nezabudnite, že je to dôležité pre pochopenie takej veličiny, ako je index lomu).

Fáza môže byť napríklad maximum sínusoidy alebo niektorého segmentu jej sklonu. Fázová rýchlosť vlny je rýchlosť, ktorou sa daná fáza pohybuje. Ako vysvetľuje definícia indexu lomu, tieto hodnoty sa líšia pre vákuum a pre médium. Navyše, každé prostredie má svoju vlastnú hodnotu tejto veličiny. Akákoľvek transparentná zlúčenina, bez ohľadu na jej zloženie, má index lomu, ktorý sa líši od všetkých ostatných látok.

Absolútny a relatívny index lomu

Už vyššie bolo ukázané, že absolútna hodnota sa meria vzhľadom na vákuum. Na našej planéte je to však ťažké: svetlo častejšie dopadá na hranicu vzduchu a vody alebo kremeňa a spinelu. Pre každé z týchto médií, ako je uvedené vyššie, je index lomu odlišný. Vo vzduchu sa fotón svetla pohybuje jedným smerom a má jednu fázovú rýchlosť (v 1), ale keď sa dostane do vody, zmení smer šírenia a fázovú rýchlosť (v 2). Oba tieto smery však ležia v rovnakej rovine. Je to veľmi dôležité pre pochopenie toho, ako sa obraz okolitého sveta vytvára na sietnici oka alebo na matrici fotoaparátu. Pomer dvoch absolútnych hodnôt udáva relatívny index lomu. Vzorec vyzerá takto: n 12 = v 1 / v 2.

Ale čo ak svetlo naopak vychádza z vody a dostáva sa do vzduchu? Potom bude táto hodnota určená vzorcom n 21 = v 2 / v 1. Pri vynásobení relatívnych indexov lomu dostaneme n 21 * n 12 = (v 2 * v 1) / (v 1 * v 2) = 1. Tento vzťah platí pre akúkoľvek dvojicu médií. Relatívny index lomu možno zistiť zo sínusov uhlov dopadu a lomu n 12 = sin Ɵ 1 / sin Ɵ 2. Nezabudnite, že uhly sa merajú od normály k povrchu. Normála je priamka kolmá na povrch. Teda ak je problému daný uhol α pád vzhľadom na samotný povrch, potom musíme vypočítať sínus (90 - α).

Krása indexu lomu a jeho aplikácie

Počas pokojného slnečného dňa sa na dne jazera hrajú odrazy. Skalu pokrýva tmavomodrý ľad. Diamant rozptyľuje tisíce iskier na ženskej ruke. Tieto javy sú dôsledkom toho, že všetky hranice transparentných médií majú relatívny index lomu. Okrem estetického potešenia je možné tento fenomén využiť aj na praktické aplikácie.

Tu sú príklady:

  • Sklenená šošovka zbiera lúč slnečné svetlo a zapáli trávu.
  • Laserový lúč sa zameria na chorý orgán a odreže nepotrebné tkanivo.
  • Slnečné svetlo sa láme na starodávnom vitráži a vytvára zvláštnu atmosféru.
  • Mikroskop zväčšuje obrazy veľmi malých detailov.
  • Šošovky spektrofotometrov zbierajú laserové svetlo odrazené od povrchu skúmanej látky. Týmto spôsobom je možné pochopiť štruktúru a následne vlastnosti nových materiálov.
  • Existuje dokonca projekt fotonického počítača, kde sa informácie budú prenášať nie elektrónmi, ako teraz, ale fotónmi. Takéto zariadenie bude určite vyžadovať refrakčné prvky.

Vlnová dĺžka

Slnko nás však zásobuje fotónmi nielen vo viditeľnom spektre. Infračervené, ultrafialové a röntgenové lúče ľudský zrak nevníma, ale ovplyvňujú náš život. IR lúče nás zahrievajú, UV fotóny ionizujú horné vrstvy atmosféry a umožňujú rastlinám produkovať kyslík prostredníctvom fotosyntézy.

A čomu sa rovná index lomu, závisí nielen od látok, medzi ktorými leží hranica, ale aj od vlnovej dĺžky dopadajúceho žiarenia. O akej presnej hodnote hovoríme, je zvyčajne jasné z kontextu. To znamená, že ak kniha skúma röntgenové žiarenie a jeho vplyv na človeka, potom n tam je to definované špeciálne pre tento rozsah. Ale zvyčajne sa myslí viditeľné spektrum elektromagnetických vĺn, pokiaľ nie je špecifikované niečo iné.

Index lomu a odraz

Ako je zrejmé z toho, čo bolo napísané vyššie, hovoríme o o transparentných médiách. Ako príklady sme uviedli vzduch, vodu a diamant. Ale čo drevo, žula, plast? Existuje pre nich niečo ako index lomu? Odpoveď je zložitá, ale vo všeobecnosti - áno.

V prvom rade by sme mali zvážiť, s akým druhom svetla máme do činenia. Tie médiá, ktoré sú nepriehľadné pre viditeľné fotóny, sú prerezané röntgenovým alebo gama žiarením. To znamená, že ak by sme boli všetci supermani, potom by bol pre nás celý svet okolo nás transparentný, ale v rôznej miere. Napríklad betónové steny by neboli hustejšie ako želé a kovové armatúry by vyzerali ako kúsky hustejšieho ovocia.

Pre ostatné elementárne častice, mióny, je naša planéta vo všeobecnosti priehľadná skrz naskrz. Kedysi mali vedci veľa problémov s dokazovaním samotnej skutočnosti ich existencie. Každú sekundu nás prepichnú milióny miónov, ale pravdepodobnosť, že sa jedna častica zrazí s hmotou, je veľmi malá a je veľmi ťažké to zistiť. Mimochodom, Bajkal sa čoskoro stane miestom na „chytanie“ miónov. Jeho hlboká a čistá voda je na to ideálna – najmä v zime. Hlavná vec je, že snímače nezamŕzajú. Takže index lomu betónu, napríklad pre röntgenové fotóny, dáva zmysel. Okrem toho je ožarovanie látky röntgenovými lúčmi jedným z najpresnejších a najdôležitejších spôsobov štúdia štruktúry kryštálov.

Je tiež potrebné pripomenúť, že v matematickom zmysle majú látky, ktoré sú pre daný rozsah nepriehľadné, imaginárny index lomu. Nakoniec musíme pochopiť, že teplota látky môže tiež ovplyvniť jej priehľadnosť.