Wirtualne laboratorium/Fizyka/Optyka/Załamanie i odbicie światła — prawo Snella

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).

Załamanie i odbicie światła — prawo Snella
Fizyka · Optyka · Prawo Snella (FIZ.FALE.PP.05)
Górny ośrodek (n₁)
Dolny ośrodek (n₂)
Kąt padania θ₁ (od normalnej)40°
Promień wchodzi z powietrza do wody — załamie się BLIŻEJ czy DALEJ od normalnej?
n₁
1.00
n₂
1.33
θ₁ padania
40°
θ₂ załamania
28.9°
θ_gr graniczny
—
stan
Załamanie
🎯 Wyzwanie: dobierz kąt padania, by promień załamał się pod zadanym θ₂

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):

n1sin⁡θ1=n2sin⁡θ2n_1 \sin\theta_1 = n_2 \sin\theta_2

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.

sin⁡θgr=n2n1\sin\theta_{gr} = \dfrac{n_2}{n_1}

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 n1sin⁡θ1=n2sin⁡θ2n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2.

Zapamiętaj: do ośrodka gęstszego — bliżej normalnej, do rzadszego — dalej; a powyżej kąta granicznego światło całkowicie się odbija.

Model poglądowy · Wirtualne laboratorium NexTutor

Spodobał Ci się eksperyment? Udostępnij go.

Jest darmowy — podeślij znajomym ze szkoły.

Teoria i wzory

Prawo załamania (Snella)

Na granicy dwóch ośrodków: n1 sin⁡θ1=n2 sin⁡θ2n_1\,\sin\theta_1 = n_2\,\sin\theta_2 Wchodząc do ośrodka gęstszego optycznie (większe nn), promień załamuje się ku normalnej; do rzadszego — od normalnej.

Prawo odbicia

Kąt odbicia równa się kątowi padania (θodb=θpad\theta_{odb} = \theta_{pad}).

Całkowite wewnętrzne odbicie

Przy przejściu do ośrodka rzadszego powyżej kąta granicznego światło w ogóle się nie załamuje — całkowicie się odbija. Kąt graniczny: sin⁡θgr=n2n1(n1>n2)\sin\theta_{gr} = \dfrac{n_2}{n_1}\qquad (n_1 > n_2)

Oznaczenia: n1, n2n_1,\ n_2 — współczynniki załamania ośrodków, θ1\theta_1 — kąt padania, θ2\theta_2 — kąt załamania, θgr\theta_{gr} — kąt graniczny.

Uczysz? Umieść ten eksperyment na swojej stronie.

Darmowy widget — wklej na stronę szkoły, bloga lub notatki. Linkuje do pełnej wersji.

Uczysz w klasie albo korepetujesz? Prowadź uczniów w NexTutor →

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).

Teoria (klasa): FIZ.3.4.2 → Lekcja maturalna: FIZ.M.6.3 → Wzór w tablicach → Tablica maturalna: Współczynniki załamania światła →

Powiązane eksperymenty

Prędkość fal EM w ośrodku — załamanie →Rozszczepienie światła w pryzmacie →Soczewka skupiająca — gdzie powstanie obraz? →Światłowód →Soczewkowanie grawitacyjne — ugięcie światła →Zwierciadła kuliste — wklęsłe i wypukłe →