Załamanie i odbicie światła — prawo Snella
Co zrobimy: Skierujemy promień światła na granicę dwóch ośrodków (np. powietrze–woda) i sprawdzimy, jak się załamuje i odbija oraz kiedy odbija się całkowicie.
Co widzisz na ekranie: Granicę dwóch ośrodków z normalną, promień padający, odbity i załamany, suwak kąta padania oraz przełącznik ośrodków (powietrze/woda/szkło). Pasek pokazuje relację prawa Snella. Odczyty: współczynniki załamania, kąt padania i załamania, kąt graniczny oraz stan (załamanie / całkowite odbicie).
Co się właśnie stało?
Wchodząc do wody (ośrodka gęstszego optycznie), promień załamał się BLIŻEJ normalnej. Wchodząc z powrotem do powietrza — odchyliłby się dalej.
Prawo załamania (Snella):
n to współczynnik załamania ośrodka. Do ośrodka o większym n (gęstszego optycznie) promień skręca ku normalnej; do ośrodka o mniejszym n — od normalnej. Kąt odbicia zawsze równa się kątowi padania.
Kąt graniczny i całkowite wewnętrzne odbicie:
przy przejściu do ośrodka rzadszego, powyżej pewnego kąta promień w ogóle się nie załamuje — całość wraca do wnętrza.
To zjawisko działa w światłowodach i sprawia, że tafla wody od spodu bywa jak lustro.
Po co Ci to na maturze:
prawo Snella, obliczanie kątów i kąta granicznego to podstawa zadań z optyki geometrycznej. Chwyt: wypisz n obu ośrodków i podstaw do .
Zapamiętaj: do ośrodka gęstszego — bliżej normalnej, do rzadszego — dalej; a powyżej kąta granicznego światło całkowicie się odbija.
Najczęstsze pytania
›Jak brzmi prawo Snella?
n₁·sinθ₁ = n₂·sinθ₂ — wiąże kąty padania i załamania ze współczynnikami załamania ośrodków.
›Kiedy światło załamuje się ku normalnej?
Gdy wchodzi do ośrodka gęstszego optycznie (o większym n), np. z powietrza do wody.
›Co to całkowite wewnętrzne odbicie?
Przy przejściu do ośrodka rzadszego powyżej kąta granicznego światło nie załamuje się, tylko całkowicie odbija (sinθ_gr = n₂/n₁).